Czy odkryjemy obłoki ciemnej materii wokół gwiazd neutronowych?

Wiemy, że od lat 80. do 2000. był to model Ciemna materiaCiemna materia Ugruntowała swoją pozycję w kosmologii, w szczególności dzięki obserwacjom galaktyk i promieniowaniu kopalnemu. Aby zrozumieć ich właściwości, należało postulować istnienie nowych cząstek, których nigdy wcześniej nie widziano w laboratorium i które bardzo słabo oddziaływały ze zwykłą materią, a nawet jedynie poprzez grawitację, a zatem nie były w stanie emitować światła.

W tych samych dziesięcioleciach potwierdzono jego ważność Formularz standardowyFormularz standardowy Podrzędny fizycznyfizyczny Wysoki EnergieEnergie Wraz z odkryciem bozonów W i Z oraz nowych bozonów KwarkiKwarki Przewidywane przez ten model, teoretycy podali powody solidnysolidny Aby skorzystać z logiki, która doprowadziła do budynekbudynek Model ten rozszerza swój zakres jeszcze bardziej, w naturalny sposób przyjmując nową fizykę. W rezultacie pojawiła się duża liczba potencjalnych kandydatów na cząstki ciemnej materii. Ale ku wielkiemu zdziwieniu większości FizycyFizycy I AstrofizycyAstrofizycy Cząstki. Żadna z tych nowych cząstek nie została udowodniona bezpośrednio ani pośrednio.

Naukowcy jednak nie zniechęcają się i nadal uważają, że jedna z tych hipotetycznych cząstek musi już istnieć. Wzywają goAkcjaAkcja. Ma być bardzo lekki i nadal można z nim trochę wchodzić w interakcję Pola elektromagnetycznePola elektromagnetyczne Do tego stopnia, że ​​​​mogę się pojawić FotonyFotony w pole magnetycznepole magnetyczneLub odwrotnie, aby przekształcić je w fotony w tym samym polu. Szacuje się, że wiele z tych zdarzeń miało miejsce podczas Wielki wybuchWielki wybuch i to GwiazdyGwiazdyw tym słonecznysłonecznyKilka z nich powstało do dziś.

Pierre Brun jest fizykiem cząstek w Ervo i pracuje na pograniczu fizyki cząstek elementarnych i kosmologii. Interesuje go teoria postulująca istnienie cząstki zwanej aksjonem, która rozwiązywałaby część problemów związanych z naruszeniami symetrii w prawach fizyki oddziaływań silnych. Neutralny i lekki, bardzo słabo oddziałujący z materią, aksjon ma wszystkie właściwości cząstki ciemnej materii. © Nauka CEA

Ciemna materia zdeponowana w polu grawitacyjnym pulsarów?

Fizyk Dion Noordouis z Uniwersytetu w Amsterdamie i jego współpracownicy uważają, że mają wskazówkę pozwalającą odkryć, czy ciemna materia rzeczywiście składa się z aksonów, lub przynajmniej nałożyć na nią nowe ograniczenia. szerokie rzeszeszerokie rzesze Oraz intensywność sprzężenia z potencjalnymi polami elektromagnetycznymi tych cząstek.

Ich rozumowanie jest następujące, poparte obliczeniami i Symulacja cyfrowaSymulacja cyfrowa.

Ponieważ osie są bardzo lekkie, musi być ich bardzo dużo wszechświatwszechświat Można zaobserwować, że tworzą rozkłady grupowe wyższe niż w przypadku interpretacji materii normalnej AnomalieAnomalie W zachowaniu galaktyk i Gromada galaktykGromada galaktyk. Rozsądnie jest wierzyć, że mogłyby zostać wychwycone masowo przez silne pola grawitacyjneGwiazdyGwiazdy Bardzo kompaktowy, np Czarne dziuryCzarne dziury I Gwiazdy neutronoweGwiazdy neutronowe.

Pamiętaj, że gwiazdy te mogą zawierać masę Słońca KwotaKwota Kula o średnicy kilkudziesięciu kilometrów musi zawierać także szczególnie intensywne pola magnetyczne, znacznie bardziej ekstremalne niż w eksperymentach prowadzonych w laboratoriach na Ziemi, o których mówił Julian Bobrov w swojej niedawnej pracy.

Co to jest gwiazda neutronowa? Jaka jest różnica między tymi gwiazdami a naszym Słońcem? Gwiazdy neutronowe w przeciwieństwie do naszego Słońca emitują bardzo mało światła widzialnego, wyjaśnia Roland Lehock, astrofizyk z CEA. Gwiazdy neutronowe mają również rozmiary znacznie mniejsze od Słońca: średnica gwiazdy neutronowej wynosi od 10 do 15 kilometrów, w porównaniu do 1,4 miliona kilometrów w przypadku Słońca. Są to również obiekty zwarte, które zawierają dużą ilość materii w bardzo małej objętości. Badanie tych gwiazd pozwala nam przetestować teorie fizyki jądrowej w innej skali. © Badania CEA

Dion Nordweis i jego współpracownicy sugerują obecnie, że gwiazdy neutronowe po kilku milionach lat musiały zostać otoczone mętną otoczką ciemnej materii przechwyconej przez galaktyki. atrakcyjnośćatrakcyjność Który może mieć gęstość 20 Rzędy wielkościRzędy wielkości Większy niż rozkład ciemnej materii w skali galaktyk i gromad galaktyk. Obliczenia pokazują również, że podobnie jak we wnętrzach gwiazd klasycznych, również gwiazdy neutronowe mogą wytwarzać w dużych ilościach aksiony.

Kluczową kwestią jest to, że w gigantycznych polach magnetycznych tych gwiazd ChmuryChmury Gęste aksony w wyniku konwersji w tych polach powinny wytwarzać fotony o bardzo dobrych właściwościach i przede wszystkim w znacznie większej ilości niż w znacznie mniej ekstremalnych warunkach, na przykład naszego Słońca.

Linia widma radiowego wykrywa rozpad aksonów?

Astrofizycy molekularni uważają nawet, że taki scenariusz jest nieunikniony w przypadku większości gwiazd neutronowych i aksonów o szerokim zakresie mas (od 10^-9 I 10^-4 wolt).

Wiemy również, że gwiazdy neutronowe mogą takie być PulsaryPulsary Emisja fal radiowych, jak wyjaśniają naukowcy w opublikowanym, ogólnodostępnym artykule arXivbędzie wykrywalny podpis zakreszakres Pulsary radiowe, szczególnie w postaci liniiemisjeemisje Związany ze zbiorową energią cząsteczek aksjonowych.

Perspektywy są naprawdę interesujące, zwłaszcza że teorie mają osie Pojawiające sięPojawiające się Oczywiście istnieje kilka możliwych scenariuszy w teorii superstrun. Jednak obliczenia nadal wymagają udoskonalenia, aby, miejmy nadzieję, doprowadziły do ​​odkrycia.

Wszystko, wszystko, wszystko o aksjonach. Aby uzyskać dość dokładne tłumaczenie na język francuski, kliknij biały prostokąt w prawym dolnym rogu. Tłumaczenie na język angielski powinno pojawić się obok. Następnie kliknij nakrętkę po prawej stronie prostokąta, następnie „Tłumaczenia”, a na koniec „Tłumacz automatycznie”. Wybierz „francuski”. © PBS SpaceTime