2396
Наднові типу ECSNe виникають у зорях масою приблизно 8–10 мас Сонця, коли їхні ядра з кисню, неону та магнію втрачають електронний тиск через «реакції електронного захоплення».
Це призводить до гравітаційного колапсу й вибуху, утворюючи нейтронну зірку — надщільний об’єкт, що складається переважно з нейтронів. Як зазначив один із авторів дослідження, «після знайомства з роботою Хіраматсу 2021 року мені стало очевидно, що темна матерія може змінити критичну масу, при якій відбувається вибух ECSN» (І. Бомбачі).
Інститут ядерної фізики та Університет Пізи розробили першу самоконсистентну модель зоряної структури, що враховує присутність асиметричної темної матерії (ADM). Згідно з нею, темна матерія діє як холодний вироджений фермі-газ, а звичайна речовина — як неон-багаті білі карлики з урахуванням фізики електронного захоплення. «Ми описали ці речовини як дві рідини, що взаємодіють лише гравітаційно», — пояснює Д. Скордіно. Цей підхід дозволив їм простежити шлях від білого карлика до нейтронної зірки.
Команда виявила, що ADM може зменшити гравітаційну масу, необхідну для колапсу, знижуючи енергію вибуху ECSN. Це дозволяє утворювати нейтронні зірки з масою нижче однієї сонячної, що суперечить стандартним моделям. «Ми продемонстрували, що навіть невелика кількість темної матерії може спричинити колапс при меншій масі», — зазначив В. Пармар. Такий сценарій дає новий напрям для пошуку непрямих ознак темної матерії у зорях.
Науковці планують розширити модель, враховуючи реалістичні хімічні склади білих карликів та різні властивості ADM. У майбутньому вони хочуть «зіставити теоретичні передбачення з даними багатомесенджерної астрономії, щоб перевірити, чи дійсно темна матерія формує життя й загибель зір». Ці результати відкривають нове вікно в астрофізиці для дослідження природи темної матерії.
Нове дослідження показує, як асиметрична темна матерія створює нейтронні зірки з’явилася спочатку на Цікавості.
