Авторы новой работы изучили способы поиска темной материи: ее тяжело зафиксировать, так как эта она почти не взаимодействует обычной барионной материей.
Исследователи обратили внимание на то, что при поиске могут помочь нейтронные звезды: они, благодаря своей плотности, могут улавливать частицы темной материи, которые проходят через них. Масса нейтронных звезд сравнима с солнечной, но вот радиус в разы меньше — до десяти километров.
Ученые заявили, что в теории частицы темной материи сталкиваются с нейтронами в звезде, из-за этого они теряют энергию и оказываются в гравитационной ловушке. В итоге темная материя собирается в ядре звезды. Этот процесс, по словам авторов, приведет к повышению температуры старых, холодных нейтронных звезд. Это можно заметить при наблюдении с Земли.
В крайних случаях это может вызвать внезапный коллапс нейтронной звезды в черную дыру.
Чтобы определить и найти аномально разогретые нейтронные звезды, нужно знать точную скорость захвата темной материи. До сих пор для этого использовались оценки скорости захвата у Солнца. Но нейтронные звезды отличаются от обычных звезд крайне экстремальной средой, которая сильно влияет на рассеивание частиц темной материи.
Авторы отмечают, что они изучили структуру нейтронов и взаимодействия между ними. Это не вписывается в рамки традиционной модели, где нейтроны рассматривают как точечные частицы, образующие идеальный газ.
В результате выяснилось, что эти факторы снижают передачу энергии при столкновении частиц темной материи с нейтронами, а также подавляют скорость захвата. Это подавление захвата усиливается до трех порядков в очень массивных нейтронных звездах.
Читать далее:
«Хаббл» сделал фото одной и той же активной галактики с разницей в 20 лет
Астрономы рассказали, где и как во Вселенной образуются золото и платина
Послушайте звуки Марса, которые записала миссия Perseverance