«Раздутые» белые карлики могут пролить свет на загадку темной материи
Команда астрофизиков установила новую особенность белых карликов — «трупов», которые остаются после гибели звезд, похожих на Солнце. Выяснилось, что толщина их внешних слоев прямо коррелирует с температурой. Как ни парадоксально, но этот достаточно «локальный» факт может иметь огромные последствия для всего хода поисков темной материи.
Белые карлики — это конечный пункт эволюции большинства светил, у которых недостаточно массы для коллапса в нейтронную звезду или черную дыру. Такие объекты потенциально могут дрейфовать в космосе миллиарды лет, постепенно охлаждаясь. Учитывая, что их исходная температура временами достигает 100 000˚С, это охлаждение может происходить достаточно долго. При этом квантовая физика предсказывает, что степень нагрева белого карлика должна непосредственно влиять на толщину его внешних слоев.
Как именно выглядит это влияние на практике, впрочем, долго не удавалось установить — до тех пор, пока не появилось новое исследование, авторы которого изучили 26 000 белых карликов по всей нашей Галактике. Астрофизики измерили гравитационное красное смещение (увеличение длины волны под воздействием силы тяжести) света, исходящего от каждой из этих погибших звезд. И выяснили, что их максимальный объем действительно крайне мало зависит от второго ключевого параметра — массы.
Даже при полностью идентичной массе более горячий белый карлик оказывался более крупным, что идеально подтверждает ранее разработанную теорию. Но значение этого открытия выходит далеко за рамки обычного исследования звезд. Все дело в одной из гипотез, касающихся природы неуловимой темной материи — предполагающей, что она состоит из слабо взаимодействующих массивных частиц или WIMP-ов.
Если эта гипотеза верна, то темная материя в галактике должна концентрироваться вокруг ее ядра и плавно рассеиваться по направлению к периферии. А вот если она состоит из аксионов, то картина будет совершенно другая: резкие изменения концентрации, в виде постоянно перемежающихся пиков и впадин.
Здесь и начинают играть свою роль белые карлики: если несколько из них находятся в месте с повышенным количеством аксионов, то под влиянием темной материи от них можно ожидать резких и необъяснимых скачков температуры, массы или плотности. Таким образом изучение внутреннего устройства белых карликов поможет отделить «естественные» процессы от воздействия экзотических частиц, за которыми уже много десятилетий охотятся физики. Впрочем, это не единственный из предложенных за последнее время экзотических способов поимки темной материи.
Самое популярное
