|
Нейтронные звезды являются ключом к темной материи
|
|
|
|
Ученые, возможно, на шаг приблизились к разгадке одной из величайших тайн Вселенной, подсчитав, что нейтронные звезды могут содержать ключ к пониманию неуловимой темной материи. В статье, опубликованной в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, физики из Центра передового опыта ARC по физике частиц темной материи, возглавляемого Мельбурнским университетом, подсчитали, что энергия, передаваемая при столкновении и аннигиляции частиц темной материи внутри холодных мертвых нейтронных звезд, может очень быстро разогреть звезды. Ранее считалось, что такая передача энергии может занять очень много времени, в некоторых случаях больше, чем возраст самой Вселенной, что делает этот нагрев несущественным. Профессор Николь Белл из Мельбурнского университета сказала, что новые расчеты впервые показывают, что большая часть энергии будет выделена всего за несколько дней. "Поиск темной материи - одна из величайших детективных историй в науке. Темная материя составляет 85% материи в нашей Вселенной, но мы не можем ее видеть. Темная материя не взаимодействует со светом — она не поглощает свет, не отражает свет и не излучает его.
|
|
|
|
"Это означает, что наши телескопы не могут наблюдать ее непосредственно, хотя мы знаем, что она существует. Вместо этого, ее гравитационное притяжение к объектам, которые мы можем видеть, говорит нам о том, что она должна быть там. "Одно дело теоретически предсказать темную материю, но совсем другое - наблюдать ее экспериментально. Эксперименты на Земле ограничены техническими трудностями создания достаточно больших детекторов. Однако нейтронные звезды действуют как огромные естественные детекторы темной материи, которые собирают темную материю в течение астрономически длительного периода времени, поэтому они являются для нас хорошим местом для концентрации наших усилий", - сказал профессор Белл. Нейтронные звезды образуются, когда у сверхмассивной звезды заканчивается топливо и она коллапсирует. Они имеют массу, подобную массе нашего Солнца, и сжаты в шар шириной всего 20 км. Если бы они были плотнее, они превратились бы в черные дыры. "Хотя темная материя является доминирующим типом материи во Вселенной, ее очень трудно обнаружить, поскольку ее взаимодействие с обычной материей очень слабое. На самом деле, настолько слабое, что темная материя может проходить прямо сквозь Землю или даже сквозь Солнце.
|
|
|
"Но нейтронные звезды отличаются от других — они настолько плотные, что частицы темной материи с гораздо большей вероятностью будут взаимодействовать со звездой. Если частицы темной материи все же столкнутся с нейтронами в звезде, они потеряют энергию и окажутся в ловушке. Со временем это привело бы к накоплению темной материи в звезде", - сказал профессор Белл. Кандидат наук Мельбурнского университета Майкл Виргато сказал, что это, как ожидается, разогреет старые, холодные нейтронные звезды до уровня, который может быть доступен для будущих наблюдений, или даже спровоцирует коллапс звезды в черную дыру. "Если передача энергии произойдет достаточно быстро, нейтронная звезда нагреется. Чтобы это произошло, темная материя должна претерпеть множество столкновений в звезде, передавая все больше и больше энергии темной материи, пока, в конце концов, вся энергия не будет сосредоточена в звезде", - сказал г-н Виргато.
|
|
|
|
Ранее было неизвестно, сколько времени займет этот процесс, поскольку по мере того, как энергия частиц темной материи становится все меньше и меньше, вероятность их повторного взаимодействия становится все меньше и меньше. В результате считалось, что передача всей энергии занимает очень много времени — иногда больше, чем возраст Вселенной. Вместо этого исследователи подсчитали, что 99% энергии передается всего за несколько дней. "Это хорошая новость, потому что это означает, что темная материя может нагревать нейтронные звезды до уровня, который потенциально может быть обнаружен. В результате наблюдение за холодной нейтронной звездой предоставило бы важную информацию о взаимодействиях между темной и обычной материей, пролив свет на природу этого неуловимого вещества. "Если мы хотим понять темную материю, которая присутствует повсюду, крайне важно, чтобы мы использовали все имеющиеся в нашем распоряжении методы, чтобы выяснить, что на самом деле представляет собой скрытая материя нашей Вселенной", — сказал г—н Виргато.
|
|
|
|
Источник
|
