В астрономів з'явилася інтригуюча ідея щодо пошуку темної матерії: допоможуть нейтронні зірки

Згідно з дослідженням, опублікованим у журналі Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, темну матерію можна виявити, спостерігаючи за нейтронними зірками. Це відносно невеликі залишки ядер померлих масивних зірок, які володіють сильною гравітацією, пише Universe Today.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Одна з найбільших загадок темної матерії полягає в тому, чи взаємодіють її частинки одна з одною. Досі вчені не знають точної природи темної матерії. Деякі моделі показують, що частинки темної матерії можуть стикатися одна з одною, злипатися і навіть розпадатися на частинки, які можна побачити.

Якщо це так, то об'єкти з особливо сильною гравітацією, як-от чорні діри, нейтронні зірки та білі карлики (як і нейтронні зірки, вони являють собою ядра померлих зірок, але схожі на Сонце), можуть захоплювати і накопичувати темну матерію. Це може вплинути на зовнішній вигляд цих об'єктів.

Учені провели вивчення взаємодії темної матерії та нейтронних зірок. Нейтронні зірки складаються з найщільнішої матерії в космосі. Їхня потужна гравітація може вловлювати темну матерію, і, на відміну від чорних дір, будь-яке випромінювання темної матерії не буде затримуватися за горизонтом подій.

Отже, нейтронні зірки є ідеальними кандидатами для вивчення моделей темної матерії та її виявлення. Автори дослідження вивчили, скільки темної матерії може захопити нейтронна зірка, і як розпад взаємодіючих частинок темної матерії вплине на її температуру.

Вчені зосередилися на тому, як темна матерія і баріони, тобто протони і нейтрони, можуть взаємодіяти, і чи призведе це до захоплення темної матерії. Виявилося, що в діапазоні можливих взаємодій баріонів і темної матерії нейтронні зірки можуть захоплювати темну матерію.

Після цього вчені вивчили, як може відбуватися нагрівання темної матерії. Коли відбувається захоплення темної матерії, вона повинна виділяти теплову енергію в нейтронну зірку через зіткнення та знищення частинок темної матерії. Згодом темна матерія і нейтронна зірка мають досягти теплової рівноваги. Швидкість, з якою це відбувається, залежить від того, наскільки сильно взаємодіють частинки.

Учені з'ясували, що теплова рівновага настає досить швидко. Одні моделі показали, що вона настає через 10 тисяч років, інші — через 1 рік, а треті показали, що теплова рівновага може настати миттєво.

Якщо ця модель правильна, то темна матерія може відігравати важливу роль в еволюції нейтронних зірок і цю роль можна виміряти. Виявити темну матерію можна під час спостереження за тими нейтронними зірками, які мають вищу температуру, ніж мали б, вважають учені.

Такою ж загадковою як темна матерія для вчених залишається і темна енергія. Саме ця сила змушує Всесвіт розширюватися з дедалі більшою швидкістю. Але нещодавні спостереження за космосом показали, що темна енергія не є постійною і вона змінюється. Це означає, що в майбутньому в космосі візьме гору гравітація і Всесвіт повернеться до початкового стану, як уже писав Фокус.

Також Фокус писав про те, що на самому краю Всесвіту астрономи знайшли чорну діру, чий бенкет триває вже 12,9 млрд років. Величезна чорна діра зображена такою, якою вона була всього через 900 млн років після Великого вибуху.