Sciencemag.cz
Doporučujeme
Energie přenášená při srážkách a anihilaci částic temné hmoty uvnitř chladných mrtvých neutronových hvězd může tyto hvězdy velmi rychle zahřát. Mohl by to být způsob, jak temnou hmotu detekovat. K tomu to závěru došli fyzikové z ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, které vede University of Melbourne. Dosud se přitom předpokládalo, že tento přenos energie může trvat velmi dlouho, v některých případech dokonce déle než je stáří samotného vesmíru… Nicole Bell z University of Melbourne uvedla, že nové výpočty naproti tomu ukazují, že většina energie by se uložila během pouhých několika dní.
Interakce temné hmoty s hmotou běžnou mají být velmi slabé; temná hmota může procházet přímo Zemí nebo i Sluncem bez toho, abychom ji dokázali zachytit (poznámka: předpokládáme tedy jednotlivé částice, které nedokážeme identifikovat podle gravitace; hvězda z temné hmoty představuje jiný případ). Neutronové hvězdy jsou ale tak husté, že je mnohem pravděpodobnější, že částice temné hmoty budou s hvězdou interagovat. Pokud se částice temné hmoty srazí s neutrony ve hvězdě, ztratí energii a mohly by zde zůstávat uvězněny (po mnohonásobné srážce). To by časem vedlo k hromadění temné hmoty ve hvězdě. Tento proces pak může zahřát staré, chladné neutronové hvězdy na úroveň, která může být v dosahu budoucích pozorování, nebo kvůli růstu hmotnosti zachytávanou temnou hmotu může dokonce vyvolat nečekané zhroucení neutronové hvězdy do černé díry.
Novinkou v této studii je rychlost celého procesu. Jsou-li závěry správně, temná hmota může zahřívat neutronové hvězdy na úroveň, kterou lze potenciálně detekovat. V důsledku toho by pozorování chladných neutronových hvězd mohlo poskytovat zásadní informace o interakcích mezi temnou a běžnou hmotou.
Na výzkumu se dále podíleli vědci z Australian National University a americké Fermi National Accelerator Laboratory.
Nicole F. Bell et al, Thermalization and annihilation of dark matter in neutron stars, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2024). DOI: 10.1088/1475-7516/2024/04/006
Zdroj: University of Melbourne / Phys.org
