Sciencemag.cz
Doporučujeme
Neutronové hvězdy jako extrémně kompaktní útvary by mohly zachytávat i procházející částice temné hmoty, tvrdí alespoň nová studie publikovaná ve Physical Review Letters.
I když o podstatě nebo dokonce samotné existenci temné hmoty nevíme nic, studie uvádí, že temná hmota dokáže projít světelným rokem olova, aniž by její částice byly zastaveny a zachyceny. Ne tak ale v případě husté neutronové hvězdy. Co by se pak stalo, respektive jak takové události zaznamenáme? „Teoreticky by se částice temné hmoty srazily s neutrony ve hvězdě, ztratily by energii a byly by zde gravitačně uvězněny. Časem by se částice temné hmoty nahromadily v jádru hvězdy,“ uvádí průvodní tisková zpráva University of Melbourne. Autoři výzkumu očekávají se, že by se tím staré, chladné neutronové hvězdy zahřály na úroveň, která by mohla být v dosahu budoucích pozorování. V extrémních případech může nahromadění temné hmoty vyvolat i zhroucení neutronové hvězdy do černé díry.
Na Zemi jsou stopy eventuálních srážek temné a běžné hmoty velmi slabé. Oproti tomu silné gravitační pole neutronové hvězdy může urychlit temnou hmotu až na relativistické rychlosti, což povede ke srážkám s mnohem vyšší energií.
Zásadním problémem při využití neutronových hvězd k detekci temné hmoty je ale zajistit, aby výpočty, které vědci používají, plně zohledňovaly skutečné prostředí hvězdy (namísto příliš zjednodušujících modelů) a v něm existující fyzikální efekty. Nová studie má proto popisovat interakce temné hmoty v „reálné“ neutronové hvězdě, kde se např. neutrony neberou jako bodové částice, vzít do hry silnou interakci mezi neutrony a nepokládat je za plyn. V důsledku toho by se měla výrazně zvýšit přesnost a robustnost našich odhadů míry zachycení temné hmoty.
Důkazy nebo naopak nedostatek důkazů o hromadění temné hmoty v neutronových hvězdách by nám nakonec mohly poskytnout omezující podmínky pro další teorie.
Nicole F. Bell et al, Nucleon Structure and Strong Interactions in Dark Matter Capture in Neutron Stars, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.111803
Zdroj: University of Melbourne / Phys.org
To by znamenalo, že temná hmota by mohla způsobit zhroucení neutronové hvězdy do černé díry, aniž by navenek došlo k záření z povrchu jako při styku s běžnou hmotou. Dokonce by se mohla zhroutit jen průchodem chuchvalce temné hmoty, aniž by interagovala jinak než gravitačně. Na okamžik by se gravitační pole sečetla a došlo by k vytvoření horizontu událostí. Byla by vlastně vytvořena černá díra z podkritické neutronové hvězdy.
Predevsim to otevira otazku, jakou pobahu ma temna hmota mit, jesti je to hmota typu subatomarnich castic nebo jestli je slozitejsi (rekneme neco na zpusob atomu nebo molekul). Prijde mi, ze tise predpokladame, ze jde o prvni pripad, tedy o „subatomarni“ hmotu. Jenze… pokud se „bezna hmota“ slozila do atomu a molekul, proc by nemela udelat i hmota temna?
Pokud to temna hmota udelala, nemela by byt v pripade zachyceni neutrovonou hvezdnou „rozdrcena“ na subatomarni castice temne hmoty? Mozna na „normalni“ hmotu? U tehle teorie je tolik nejasnosti, ze popravde nechapu, jak by se neco takoveho mohlo dat odpozorovat.