科学家提出,暗物质可能在白矮星内部湮灭
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白矮星天狼星B与地球相比。图片来源:欧空局和美国宇航局
随着对暗物质粒子的搜索继续一无所获,天文学家继续研究这些难以捉摸的粒子可能被发现的方法。一种通用的方法是寻找暗物质粒子衰变的证据。虽然暗物质与常规物质的相互作用并不强烈,但一些暗物质模型预测暗物质粒子可以相互作用,导致它们衰变成规则粒子。
已经有几次关于这种效果的搜索,但还没有明确的证据。但发表在预印本服务器arXiv上的一项新研究表明,观察白矮星可能是一个很好的方法。
白矮星是死星的密集残余物。它们将近一个太阳的质量压缩成一个地球大小的球体。白矮星是如此密集,以至于电子的压力阻止了它们坍缩。正如这项新研究的作者所指出的那样,白矮星在致密但不像中子星那样太小之间取得了完美的平衡。它们在整个银河系中也很常见,为天文学家提供了很多研究它们的选择。
出于这个原因,作者认为白矮星是暗物质衰变的完美来源。白矮星的高密度往往会吸引暗物质粒子相互作用,而白矮星的高表面重力会随着时间的推移捕获暗物质粒子。来自暗物质的粒子衰变往往会产生过量的热量和伽马射线,并且由于白矮星物理学是相当容易理解的,天文学家应该能够区分正常和暗物质丰富的白矮星。
作为一个例子,研究小组考虑了一个简单的白矮星模型,完全由碳-12组成。然后,他们考虑了三种粒子模型的暗物质捕获,具有轻质,中等和重质。然后,他们计算了暗物质粒子与白矮星中常规物质核子之间的相互作用截面。由此,他们根据目前的观测确定了暗物质的观测限制。
暗物质衰变的观测约束。资料来源:阿塞维多等人
到目前为止,没有任何证据表明暗物质衰变,但作者认为,对单个白矮星的直接研究可能会揭示暗物质。银河系中心附近的白矮星,或者附近球状星团中的白矮星可能是特别好的候选者。
所以还没有,但随着天文学家继续寻找暗物质,检查一些寻找过量伽马射线的白矮星可能是一个不错的选择。
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原标题:《科学家提出暗物质可能在白矮星内部湮灭》

