作者:张佳欣 来源:科技日报 发布时间:2024/4/10 12:47:11
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中子星或是理解暗物质关键

 

图片来源:物理学家组织网

科技日报北京4月9日电 (记者张佳欣)澳大利亚墨尔本大学领导的ARC暗物质粒子物理卓越中心物理学家在最新一期《宇宙学和天体粒子物理学杂志》上发表论文称,他们通过计算发现,当暗物质粒子在冷却死亡的中子星内部碰撞并湮灭时,传递的能量会使恒星迅速升温。这项研究首次表明,大部分能量可在几天内储存起来。中子星或许“掌握”着理解神秘暗物质的“钥匙”,为科学家解开宇宙一大谜团提供了方向。

寻找暗物质是科学界最吸引人的事件之一。暗物质占宇宙物质的85%,但人们却看不到它。暗物质不与光相互作用,不吸收也不反射光,自身也不发光。这意味着即便人们知道它的存在,也无法用望远镜直接观察到它。

研究人员表示,从理论上预测暗物质是一回事,但从实验上观察暗物质是另一回事。中子星扮演着巨大的天然暗物质探测器的角色,在宇宙长期历史中一直收集着暗物质。

当一颗超大质量恒星耗尽燃料并坍塌时,就形成了中子星。它们的质量与太阳相似,被挤压成一个只有20公里宽的球体。如果密度再大一些,就会变成黑洞。

暗物质与普通物质的相互作用非常弱,以至于它可直接穿过地球,甚至太阳。中子星密度非常大,暗物质粒子更有可能与恒星相互作用。如果暗物质粒子确实与恒星中的中子星发生碰撞,它们将失去能量并被困住。随着时间推移,暗物质在恒星中积累。这有望将古老、寒冷的中子星加热到可观察水科技日报平,甚至引发恒星向黑洞坍塌。

研究人员解释说,如果能量转移发生得足够快,中子星就会被加热。要做到这一点,暗物质必须在恒星中经历多次碰撞,传递越来越多的暗物质能量,直到最终所有能量都储存在恒星中。

研究人员计算出,99%的能量在短短几天内被转移。这意味着暗物质可将中子星加热到可能被探测到的水平。因此,对冷中子星的观测将提供有关暗物质和常规物质之间相互作用的重要信息,从而揭示神秘暗物质的性质。

 
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