Нейтронные звезды — это природные ловушки темной материи

Теоретически предсказать темную материю недостаточно, необходимо ее экспериментально зарегистрировать. Только тогда мы убедимся, что она действительно существует.

Эксперименты на Земле требуют создания огромных дорогостоящих детекторов. Пока такие детекторы результата не дали. Возможно, они еще недостаточно огромны. «Нейтронные звезды действуют как огромные естественные детекторы темной материи, они собирали темную материю в течение астрономически длительного периода времени», — говорит соавтор работы профессор Николь Белл.

«Нейтронные звезды очень плотные, значит частицы темной материи с гораздо большей вероятностью будут взаимодействовать с нейтронной звездой, чем, например, с Солнцем. Если частицы темной материи действительно столкнутся с нейтронами в звезде, они потеряют энергию и попадут в ловушку. То есть, внутри звезды темная материя будет накапливаться», — говорит Белл.

Если передача энергии от темной материи нейтронной звезде произойдет достаточно быстро, звезда нагреется. Но по мере того, как энергия частиц темной материи становится все меньше, вероятность нового взаимодействия с нейтронами звезды тоже снижается. Поэтому до сих пор астрофизики считали, что передача энергии темной материи звезде займет очень много времени — иногда больше, чем возраст Вселенной.

Но новое исследование показало, что 99% энергии передается всего за несколько дней. Основной механизм такой передачи — это аннигиляция частиц и античастиц темной материи.

Белл говорит: «Быстрый разогрев нейтронной звезды — хорошая новость, потому что это означает, что темная материя может нагревать нейтронные звезды до уровня, который мы в принципе можем наблюдать. Это, конечно, не значит, что мы теперь должны закрыть все программы поиска темной материи наземными детекторами. Но если мы хотим понять темную материю, которая есть повсюду, очень важно использовать все имеющиеся в нашем распоряжении методы».