Версия для слабовидящих
Как найти тёмную материю с помощью белых карликов Печать Email
Новости науки
10.11.2013
Через несколько миллиардов лет Солнце станет белым карликом — очень плотным космическим объектом примерно с Землю размером, по массе близким к сегодняшнему светилу (до пары миллионов тонн на кубический сантиметр). Сразу после этого экс-звезда будет иметь светимость, в 100 раз превышающую нынешнюю, однако углерод и кислород в её составе не смогут участвовать в термоядерных реакциях, поэтому белый карлик по имени Послесолнце постепенно остынет, становясь всё тусклее и холоднее. Что важно: в норме процесс протекает одинаково для всех белых карликов.

На изображении виден типичный белый карлик (светящаяся точка в центре). (Иллюстрация Telescopio Joan Oro / Observatori Astronomic del Montsec.)


«Скорость остывания белых карликов можно измерить, причём в реальном времени, ведь у нас есть тридцать лет наблюдений за ними, — объясняет Хорди Исерн (Jordi Isern) из Института космических наук (Испания). — Поэтому присутствие любого источника или же, напротив, поглотителя энергии в его окрестностях нарушит нормальный ритм охлаждения и позволит обнаружить такой источник».

Учёный и его группа считают, что таким непрямым и малозатратным методом можно отследить явления, пока ускользающие от наблюдателей. Конкретно астрономов интересуют так называемые тёмные фотоны (или тяжёлые фотоны) — гипотетические частицы, аналогичные нормальным фотонам, но имеющие массу и напрямую не регистрируемые нами — существами, состоящими из обычной, барионной материи. Строго говоря, если они и есть, то выявить их можно только по моменту распада, когда на месте одного тёмного фотона возникают электроны и антиэлектроны (позитроны). Наблюдений, способных косвенно указывать на избыток позитронов в космических лучах, довольно много, но не всё в них стыкуется: к примеру, антипротонов там тоже должен быть избыток, но реально его не наблюдают.

«Многие попытки расширения Стандартной модели физики основываются на введении новых взаимодействий, выступающих посредниками между тёмными фотонами. В случае своего существования последние могут формироваться внутри белых карликов и легко покидать их, создавая утечку энергии из недр этого объекта и нарушая тем самым нормальный ход его эволюции», — говорит г-н Исерн. Идея состоит в том, что такое аномально быстрое остывание можно зарегистрировать, а по его параметрам вычислить скорость образования тёмных фотонов в недрах зомби-светил.

Анализ показал, что такая утечка энергии может серьёзно ограничить диапазон возможных масс тёмных фотонов и интенсивность их взаимодействия. В итоге учёным удалось наложить на эти гипотетические частицы более строгие ограничения.

...Впрочем, теоретики предсказывали и другие каналы утечки энергии от белых карликов, не исключая даже вероятность существования белых карликов-пульсаров. (Иллюстрация NASA.)


Правда, для окончательного вывода о том, осуществляется ли утечка энергии с помощью таких частиц, нужны куда более тщательные наблюдения за белыми карликами, чем те, что ведутся сегодня. И всё же ранее публиковались работы, показывавшие, что некоторые белые карлики — в частности в шаровом скоплении 47 Тукана — остывают быстрее, чем должны, так что, вполне возможно, авторы этой работы взяли верный след.

Отчёт об исследовании опубликован в журнале Physical Review D, а с его препринтом можно ознакомиться здесь.

Подготовлено по материалам Службы научных новостей и информации.

Источник - http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10009919/

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта