Meglepő helyen találhatunk rá a sötét anyagra, ám ez megkönnyítheti a tanulmányozását

A tudomány mai állása szerint a sötét anyag az egész univerzumot benépesíti, de semmilyen műszerrel nem tudjuk detektálni. Ahogy azt a Live Science is írja, a tudósok most talán mégis képesek lesznek észlelni a titokzatos anyag hatását, mégpedig halott csillagok szívében, ahol megváltoztatja azok viselkedését.

A csillagászok hatalmas mennyiségű bizonyítékot gyűjtöttek össze a sötét anyag létezésére, annak ellenére, hogy nem tudják közvetlenül észlelni. A kulcs a tanulmányozásához abban rejlik, hogy megfigyeljük a körülötte lévő látható dolgokra gyakorolt hatását.

A kutatók például kimutatták, hogy a csillagok gyorsabban keringenek a galaxisokban, mint amennyire csak a látható anyag alapján kellene nekik. A galaxisok is sokkal gyorsabban mozognak a klasztereken belül. A korai univerzum fényének egyedi ujjlenyomata van, amelyet lehetetlen előállítani a kozmoszt kitöltő normál anyagból. Mindezek a bizonyítékok arra utalnak, hogy a világegyetem anyagának túlnyomó többsége ismeretlen, láthatatlan formájú, amely nem lép kölcsönhatásba a fénnyel.

De ezen túlmenően a sötét anyag mindmáig rejtély. Lehet, hogy egy újfajta részecske, esetleg hullám, de még az is lehet, hogy számtalan apró fekete lyuk keletkezett az Ősrobbanás tüzében.

Bármi is legyen valójában, az biztos, hogy a sötét anyagnak van gravitációja, és így természetesen az erős gravitációs régiókban gyűlik össze. A világegyetem legerősebb gravitációs területei a fekete lyukak, de mivel azokból nem nyerhetünk információt, mert nem látunk túl az eseményhorizonton, nem hasznosak a sötét anyag tanulmányozásakor.

A következő legerősebb gravitációs környezet a halott csillagok maradványai, különösen a neutroncsillagok . A neutroncsillagok százmilliárdszor sűrűbbek, mint a Föld, és elég erős gravitációjuk van ahhoz, hogy még a fényt is körpályára kényszeríthesse maga körül. A Physics Reports folyóiratban megjelenő tanulmány szerint ezek kiváló laboratóriumok a sötét anyag tanulmányozására is, mivel valószínűleg bennük van a legnagyobb koncentrációban ez a titokzatos anyag az univerzumban.

Az új tanulmányban a kutatók azt vizsgálták, hogy a sötét anyag milyen hatással lehet a neutroncsillagokra, attól függően, hogy miből áll a sötét anyag, és hogyan léphet kölcsönhatásba a normál anyaggal. Például a sötét anyag részecskéi időnként kölcsönhatásba léphetnek egymással, aminek következtében megsemmisülnek, és kis mennyiségű energiát szabadítanak fel. Ez csak nagyon ritkán fordul elő, de a neutroncsillagokban lévő sötét anyag magas koncentrációja miatt elegendő hő szabadulhat fel ahhoz, hogy megváltoztassa a halott csillagok belső dinamikáját.

Pusztán a sötét anyag felhalmozódása melegítheti fel a neutroncsillagokat, ha a normál anyag részecskéibe ütközik. A legszélsőségesebb lehetőség szerint egy sötét energiájú részecske éppen a megfelelő mennyiségű energiát képes leadni ahhoz, hogy “szuperrobbanást” idézzen elő, amely egy elszabadult nukleáris láncreakciót indít el, amely felrobbantja az egész csillagot.

A sötét anyag kölcsönhatások nélkül is pusztítást okozhat. Ha felhalmozódik a magban, az növeli a neutroncsillag teljes tömegét. Ha ez a tömeg túl magas lesz, a csillag magja egy fekete lyukba robbanhat, és a folyamat során elnyeli a csillag többi részét.

A kutatók több lehetőséget is felvázoltak annak felderítésére, hogy a sötét anyag milyen hatással lehet a neutroncsillagokra. Egyrészt ez az égitest ritka, de lehetséges felrobbanásának tanúi lehetünk. Ezen kívül a sötét anyag részecskéinek felhalmozódása és megsemmisülése megváltoztatja azt a természetes lehűlést, amely a neutroncsillagok hosszú élettartama során bekövetkezik, így ha elég pontosan megmérjük a neutroncsillagok hőmérsékletét, képesek leszünk kimutatni a sötét anyag hatását.

Végül, mivel a sötét anyag részecskéi megváltoztatják a belső dinamikát és a tömegeloszlást a neutroncsillagokon belül, elegendő sötét anyag képes megváltoztatni a neutroncsillagok forgási sebességét is. Ennek a sebességnek a részletes megfigyelése is értékes betekintést nyújthat abba, hogy mi történik a csillagon belül – és így kimutatható lenne az univerzum egyik legnagyobb rejtélye.

Ez is érdekes lehet:

• Mi történik egy fekete lyuk közepében?
• A NASA olyan aszteroidához akar eljutni, amely mindnyájunkat milliárdossá tenne