Oamenii de știință ar putea fi cu un pas mai aproape în dezlegarea unuia dintre cele mai mari mistere ale universului, după ce au calculat că stelele neutronice ar putea reprezenta cheia înțelegerii materiei întunecate.
Într-o lucrare științifică publicată în revista The Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, fizicienii de la ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, condus de Universitatea din Melbourne, Australia, au calculat că energia transferată atunci când particulele materiei întunecate intră în coliziune și se anihilează în interiorul unei stele neutronice moarte poate încălzi stelele respective foarte repede.
Inițial s-a crezut că acest transfer de energie ar putea dura foarte mult timp, în unele cazuri, chiar mai mult decât vârsta universului, ceea ce ar transforma această căldura în ceva irelevant. Însă noile calcule arată că cea mai mare parte a energiei ar fi depozitată în doar câteva zile.
Stelele neutronice și materia întunecată
Materia întunecată reprezintă până la 85% din toată materia din univers, dar, cu toate acestea, nu o putem vedea. Materia întunecată nu interacționează cu lumina, adică nu o absoarbe, nu o reflectă și nu o emite. Această înseamnă că telescoapele noastre nu o pot detecta direct, chiar dacă știm că ea există. În schimb, putem spune că materia întunecată există în univers după atracția gravitațională pe care o exercită asupra obiectelor cosmice.
„Prezicerea materiei întunecate este un lucru, însă observarea ei pe cale experimentală este un alt lucru”, spune prof. Nicole Bell, de la Universitatea din Melbourne. „Experimentele efectuate pe Pământ sunt limitate de provocările tehnice asociate cu construirea unor detectoare suficient de mari. Totuși, stelele neutronice acționează ca detectori naturali uriași de materie întunecată, care au colectat această materie timp de milioane și miliarde de ani, deci ele reprezintă un bun punct de plecare în care să ne concentrăm eforturile.”
Stelele neutronice se formează atunci când stelele supermasive rămân fără combustibil și intră în colaps. Ele au o masă similară cu cea a Soarelui contractată într-o bilă cu diametrul de doar 20 de kilometri. Dacă ar fi mai dense, ar deveni găuri negre.
Deoarece interacțiunile materiei întunecate cu materia obișnuită sunt atât de slabe, ea poate trece prin Pământ și chiar prin Soare. Însă stelele neutronice sunt diferite; ele sunt atât de dense, încât particulele materiei întunecate pot interacționa mai mult cu steaua. Dacă particulele materiei întunecate intră în coliziune cu neutronii din stea, ele pierd energia și rămân capturate. În decursul timpului, aceasta duce la acumularea materiei întunecate în interiorul stelei. Acest fenomen poate încălzi stelele neutronice moarte sau chiar poate declanșa colapsul acestora în găuri negre.
Până acum nu se știa când durează acest proces, deoarece, pe măsură ce energia particulelor de materie întunecată devine din ce în ce mai redusă, scade probabilitatea ca ele să interacționeze din nou. Drept urmare, s-a considerat că transferul energiei durează foarte mult timp – uneori mai mult decât vârsta universului. Însă, în cadrul noului studiu, cercetătorii au calculat că 99% din energie este transferată în doar câteva zile.
În consecință, observarea unei stele neutronice moarte (reci) ar oferi informații vitale despre interacțiunea dintre materia întunecată și materia obișnuită, aruncând o lumină nouă asupra acestei substanțe misterioase.
Sursa: Science Daily