Tweeter button Facebook button Youtube button

Что будет, если нейтронную звезду напичкать темной материей?

23/08/2012
By

print
Трое физиков из Сямыньского и Пекинского университетов (оба — Китай) смоделировали эффект от включения частиц тёмной материи в число компонентов нейтронных звёзд (НЗ).

Принято считать, что нейтронные звёзды имеют максимально допустимую массу, превышение которой ведёт к коллапсу в чёрные дыры. Если рассматривать НЗ как свободный ферми-газ нейтронов, из условия равновесия между гравитационными силами и давлением вырожденного газа можно получить классический предел массы Оппенгеймера — Волкова, зафиксированный на отметке в ~0,7 солнечной.

Установить, насколько это значение близко к реальному пределу, чрезвычайно сложно: астрофизики пока не определились ни с составом НЗ, ни с тем, как именно следует описывать взаимодействие её компонентов. Если в вычислениях будет учитываться, скажем, сильное взаимодействие между нейтронами, то допустимая масса вырастет. С другой стороны, включение в состав НЗ гиперонов (барионов, содержащих как минимум один странный кварк, но лишённых очарованных и прелестных кварков) — шаг, вполне разумный с точки зрения современной теории, — делает ограничение более жёстким.

Предположение о том, что в недрах и вблизи НЗ скапливаются ещё и частицы тёмной материи (ТМ), выглядит логичным и уже обсуждалось несколькими научными группами. Иногда исследования давали весьма интересные результаты (при моделировании вклада частиц вроде нейтралино, способных к взаимной аннигиляции, НЗ, скажем, получали импульс к превращению в кварковые звёзды), но сформулировать какой-то общий вывод теоретики не смогли. Ничего удивительного в этом нет: сложно ожидать, что исходы моделирования разных популяций частиц разными методами будут согласоваться друг с другом.

Зависимость предельно допустимой массы «гиперонной» звезды от массы входящих в её состав частиц тёмной материи. Кривые WI и SI отвечают случаям слабого и сильного взаимодействия частиц ТМ. Экспериментальный предел обозначен горизонтальной линией. (Иллюстрация авторов работы.)

Зависимость предельно допустимой массы «гиперонной» звезды от массы входящих в её состав частиц тёмной материи. Кривые WI и SI отвечают случаям слабого и сильного взаимодействия частиц ТМ. Экспериментальный предел обозначен горизонтальной линией. (Иллюстрация авторов работы.)

В новой работе ТМ рассматривается как ферми-газ с отталкивательным взаимодействием между её частицами, сила которого остаётся свободным параметром. Способности к взаимной аннигиляции эти частицы, в отличие от упомянутых выше нейтралино, были лишены.

Как выяснилось, добавление относительно тяжёлых частиц ТМ сильно снижает допустимую массу НЗ. Однако более лёгкая тёмная материя даёт возможность ослабить ограничение на массу НЗ, содержащей гипероны, и достичь величин, лежащих значительно выше классического предела Оппенгеймера — Волкова. При условии сильного (слабого) взаимодействия частицы с массой в 1 ГэВ, к примеру, дают ограничение в 1,61 (0,71) солнечной массы для «гиперонных» звёзд.

Результаты своих расчётов авторы сравнили с данными недавних наблюдений чрезвычайно тяжёлых пульсаров J1614-2230 и J0348+0432, массы которых примерно равны двум солнечным. Существование этих двух НЗ, очевидно, исключает возможность смещения реального предела Оппенгеймера — Волкова ниже двух солнечных масс, что, в свою очередь, позволяет установить верхнюю границу массы частиц ТМ, которые могут быть подмешаны к предположительно «гиперонным» J1614-2230 и J0348+0432, на уровне в 0,64 (0,16) ГэВ для случая сильного (слабого) взаимодействия.

Подготовлено по материалам arXiv.

Источник compulenta

Tags: , , , ,

One Response to Что будет, если нейтронную звезду напичкать темной материей?

  1. Виктор on 22/10/2012 at 22:16

    Когда-то был такой смешной журнал с названием "Крокодил" (кстати, так прозывали почему-то, если не ошибаюсь, Капицу-старшого). В нем была рубрика "нарочно не придумаешь". Так вот название этой статьи мне напомнило эту рубрику - ведь нет ни нейтронных звезд, ни темной материи. Но бедные китайцы этого не знают и трудятся всуе. От соединения мифической нейтронной звезды с такой же мифической темной материей получится опять объект-фантом - нейтронная темная звезда, которая не видна ни в один телескоп. Хотите искать? Ищите! Но это уже не наука. Дальше можно, например, скрещивать  "черную дыру" с "темной материей"! Интересно, кстати, что получится?!
    Господа, думайте, а не идите на поводу у духа мира сего!

Оставить комментарий

Ваш email не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

amplifier for 8 speakers
Алёна Петрова

ПОПУЛЯРНЫЕ

В началоВ начало
sonos multi-room music system zonebridge br100 sonos multi room music system zoneplayer zp120 + zp90 sonos multi-room music system zone bridge br100 box multi room speaker system airplay apple multi room speaker system