Астрономи запропонували шукати темну матерію всередині білих карликів

Оскільки пошуки частинок темної матерії не дають жодних результатів, астрономи продовжують шукати способи виявлення цих невловимих частинок. Одним із загальних методів є пошук ознак розпаду частинок темної матерії. Хоча темна матерія не взаємодіє зі звичайною матерією, деякі моделі темної матерії передбачають, що частинки темної матерії можуть взаємодіяти один з одним, що призводить до розпаду на звичайні частинки. Пошуки такого ефекту проводилися неодноразово, але точних свідчень поки що не знайдено. Однак у новому дослідженні пропонується звернути увагу на білі карлики.

Білі карлики – це щільні залишки мертвих зірок. Їх маса, що дорівнює масі Сонця, стиснута у сферу розміром із Землю. Білі карлики настільки щільні, що тільки тиск електронів утримує їхню відмінність від руйнування. Як зазначають автори нового дослідження, білі карлики мають ідеальний баланс щільності, але не настільки малі, як нейтронні зірки. Крім того, вони дуже поширені в Чумацькому Шляху, що дає астрономам широкі можливості для вивчення.

Тому автори стверджують, що білі карлики є ідеальними джерелами для розпаду темної матерії. Висока щільність білих карликів сприятиме взаємодії частинок темної матерії, а висока поверхнева гравітація білих карликів сприятиме захопленню частинок темної матерії з часом. Розпад частинок темної матерії буде призводити до надлишку тепла та гамма-випромінювання, а оскільки фізика білих карликів досить добре вивчена, астрономи повинні вміти розрізняти звичайні білі карлики та білі карлики, збагачені темною матерією.

Як приклад, команда розглянула просту модель білого карлика, що складається повністю з вуглецю-12. Потім вони розглянули захоплення темної матерії для трьох моделей частинок – з легкою, середньою та важкою масами. Потім були розраховані перерізи взаємодії між частинками темної матерії та нуклонами звичайної речовини білого карлика. На підставі цього було визначено спостережні обмеження темної матерії, що ґрунтуються на сучасних спостереженнях.

Поки немає доказів розпаду темної матерії, але автори припускають, що пряме вивчення окремих зірок-білих карликів може виявити темну матерію. Особливо хорошими кандидатами можуть бути білі карлики поблизу центру Чумацького Шляху або в кульових скупченнях.

Оскільки астрономи продовжують пошуки темної матерії, перевірка деяких білих карликів щодо надмірного гамма-випромінювання може бути хорошим варіантом.