Белые карлики помогут в поисках темной материи
Поскольку поиски частиц темной материи по-прежнему ничего не дают, астрономы продолжают изучать способы обнаружения этих неуловимых частиц. Одним из общих методов является поиск свидетельств распада частиц темной материи. Хотя темная материя не сильно взаимодействует с обычной материей, некоторые модели темной материи предсказывают, что частицы темной материи могут взаимодействовать друг с другом и распадаться на обычные частицы.
Было проведено несколько поисков этого эффекта, но четких доказательств пока нет. Однако новое исследование, опубликованное на сервере предварительной печати arXiv, предполагает, что одним из подходов может быть изучение белых карликов.
Белые карлики — это плотные остатки мертвых звезд. Белые карлики настолько плотны, что именно давление электронов удерживает их от коллапса. Как отмечают авторы этого нового исследования, белые карлики обладают идеальным балансом плотности, но не слишком малы, как нейтронные звезды. Они также распространены по всему Млечному Пути, что дает астрономам множество возможностей для их изучения.
Авторы утверждают, что белые карлики являются идеальными источниками распада темной материи. Высокая плотность белых карликов будет способствовать взаимодействию частиц тёмной материи, а высокая поверхностная гравитация белых карликов будет способствовать захвату частиц тёмной материи с течением времени. Распад частиц темной материи, как правило, приводит к избытку как тепла, так и гамма-лучей, и поскольку физика белых карликов достаточно хорошо изучена, астрономы должны уметь различать обычных белых карликов и белых карликов, обогащенных темной материей.
В качестве примера команда рассмотрела простую модель белого карлика, полностью состоящего из углерода-12. Затем ученые рассмотрели захват темной материи для трех моделей частиц с легкой, промежуточной и тяжелой массами. Затем были рассчитаны сечения взаимодействия между частицами тёмной материи и нуклонами обычного вещества белого карлика. Исходя из этого, исследователи определили наблюдательные ограничения темной материи, основанные на текущих наблюдениях.
Пока нет никаких свидетельств распада темной материи, но авторы предполагают, что прямое изучение отдельных звезд-белых карликов могло бы выявить темную материю. Белые карлики вблизи центра Млечного Пути или в близлежащих шаровых скоплениях могли бы быть хорошими кандидатами.
