Темная материя может нагревать нейтронные звезды

Обычно темная материя никак не взаимодействует с обычным веществом. Однако некоторые теории предполагают, что такие плотные объекты как нейтронные звезды могут ее захватывать. Новое исследование говорит, что они от этого должны нагреваться.

Темная материя может нагревать нейтронные звезды
Темная материя может нагревать нейтронные звезды. Источник: www.esa.int

Неуловимая темная материя

В недавно опубликованном исследовании, ученые описали новую возможность узнать, что же собой представляет темная материя. Несмотря на то, что она составляет более 85 процентов всего вещества во Вселенной, понять, из чего же она состоит и как распространена в космосе до сих пор не удалось. Причина этого заключается в том, что она никак не взаимодействует с обычными частицами, кроме гравитации.

Правда, некоторые теории говорят, что она все же может проявлять себя и другим образом. Составляющие ее частицы, сталкиваются между собой и при этом могут порождать обычные лептоны и барионы, которые уже хорошо взаимодействуют с остальным веществом. Правда, для этого нужны места, где невидимая материя может накапливаться под действием сил гравитации.

Лучше всего на эту роль подходят нейтронные звезды. За исключением черных дыр эти остатки сверхновых имеют самую мощную гравитацию во Вселенной. Кроме того, у них чрезвычайно плотные ядра, поэтому если где-то и можно ожидать взаимодействие темной материи с обычной, то именно здесь.

Нагрев нейтронных звезд

Главная проблема, которая стояла перед исследователями в новой работе — в зависимости от конкретной теории, частицы темной материи должны по-разному распадаться и взаимодействовать с обычным веществом. Поэтому, вместо того, чтобы перебирать все возможности, они исследовали весь спектр возможных эффектов.

Ученые рассмотрели то, как темная материя накапливается внутри нейтронных звезд, чтобы аннигилировать и выделить определенное количество энергии. Обычным эффектом от этого должен стать дополнительный нагрев ядра мертвой звезды. Однако ученые установили, что он не будет продолжаться вечно.

Достаточно быстро установится новое равновесие, время достижения которого зависит от характера взаимодействия. В случае простых скалярных моделей это происходит за 10 тыс. лет, в случае более сложных векторных — всего за мгновение.

В любом случае это мгновение по меркам существования нейтронных звезд. То есть, если темная материя как-то с ними взаимодействует, то по крайней мере на некоторых из них мы уже должны наблюдать стабильно повышенный уровень температуры. И по тому, насколько сильно эти объекты дополнительно нагреваются и как часто это наблюдается в космосе, ученые смогут определить, из каких именно частиц состоит темная материя.

По материалам phys.org

Только самые интересные новости и факты в нашем Telegram-канале!

Присоединяйтесь: https://t.me/ustmagazine