Два потока горещ газ се проточват по повърхността на неутронна звезда. Усуканите линии на нейното магнитното поле са илюстрирани в зелено. Гравитацията на повърхността на неутронната звезда е около 100 трилиона пъти по-силна от гравитационното привличане на земната повърхност. При тези условия уловеният газ се ускорява до милиони километри в час, освобождавайки огромна енергия и радиация, когато удари повърхността на неутронната звезда.
© NASA/JPL-CaltechСмята се, че тъмната материя се намира в цялата вселена, но е напълно невидима за наблюдения. Сега учените може да са в състояние да открият финото влияние на мистериозната материя, докато се заравя в сърцата на мъртвите звезди, променяйки начина им на поведение.
Астрономите са натрупали огромно количество доказателства в подкрепа на съществуването на тъмната материя, въпреки че не могат да я наблюдават директно. Ключът обаче се крие в наблюдаването на нейните ефекти върху видимите неща, които я заобикалят. Например, изследователите могат да видят, че звездите обикалят по-бързо в галактиките, отколкото би трябвало въз основа само на видимата материя. Галактиките се движат в групи много по-бързо, отколкото би трябвало. Светлината от ранната вселена има уникален отпечатък, който е невъзможно да се произведе от нормалната материя, изпълваща космоса. Всички тези доказателства предполагат, че по-голямата част от материята във Вселената е от неизвестна, невидима форма, която не взаимодейства със светлината.
Тъмната материя е мистерия. Тя може да е непознат вид частица, като призрачна версия на електрон. Може да е сбор от вълни, които се плискат из целия космос. Може дори да са безброй малки черни дупки, изковани в огъня на Големия взрив.
Но каквото и да представлява, тъмната материя има гравитация и затова естествено се натрупва в области със силна гравитация. Местата с най-силна гравитация във Вселената са черни дупки, но тъй като не позволяват на нищо да излезе обратно, те не са полезни при изучаване на тъмната материя.
Следващата най-силна гравитационна среда са останките от мъртви звезди, особено неутронни звезди. Неутронните звезди са сто трилиона пъти по-плътни от Земята и имат достатъчно силна гравитация, за да накарат светлината да обикаля в кръг около тях. Също така те са отлични лаборатории за изследване на тъмната материя, тъй като вероятно имат най-високите концентрации на мистериозното вещество във Вселената, според проучване, което предстои да бъде публикувано в Physics Reports. (Проучването все още не е рецензирано.)
В новото проучване изследователите изследват как тъмната материя може да има различни ефекти дълбоко в неутронните звезди, в зависимост от това от какво е направена и как може да взаимодейства с нормалната материя. Например, частиците тъмна материя понякога могат да взаимодействат помежду си, което ги кара да анихилират и освобождават малко количество енергия. Това би се случвало много рядко, но с високите концентрации на тъмна материя вътре в неутронните звезди, може да се освободи достатъчно топлина, за да се промени вътрешната динамика на тези мъртви звезди.
Само натрупването на тъмна материя може да нагрее неутронните звезди, ако тя се сблъска с частици нормална материя по пътя си. В най-екстремните сценарии частица тъмна енергия може да депозира точното количество енергия, за да предизвика "суперизбухване" вътре в неутронна звезда, стартирайки ядрена верижна реакция, която да взриви и унищожи цялата звезда.
Дори и без взаимодействия, тъмната материя може да причинява хаос. Ако се натрупва и натрупва в ядрото, това би увеличило общата маса на неутронната звезда. Ако масата стане твърде висока, ядрото на звездата може да имплодира в черна дупка, поглъщайки останалата част от звездата в процеса.
Изследователите посочват няколко начина, по които биха могли да открият как тъмната материя може да повлияе на неутронните звезди. “От една страна, наблюдаваме рядката, но възможна пълна експлозия и смърт на неутронна звезда. Извън това, натрупването и унищожаването на частици от тъмна материя ще промени естественото охлаждане, с което се сблъскват неутронните звезди през дългия си живот, така че ако измерим температурата на неутронните звезди достатъчно точно, може да сме в състояние да открием влиянието на тъмната материя.”
И накрая, тъй като частиците на тъмната материя променят вътрешната динамика и разпределението на масата в една неутронна звезда, достатъчно тъмна материя може да промени скоростта, с която се върти неутронната звезда и това, което се случва, когато внезапно промени ротационната си скорост. Подробни наблюдения на въртящи се неутронни звезди, като пулсарните времеви масиви, използвани за изследване на гравитационните вълни, могат да ни дадат ценна представа за това какво се случва в техните потенциално тъмни сърца, пише Live Science.