中子星或是理解暗物質關鍵

圖片來源：物理學家組織網

科技日報北京4月9日電 （記者張佳欣）澳大利亞墨爾本大學領導的ARC暗物質粒子物理卓越中心物理學家在最新一期《宇宙學和天體粒子物理學雜志》上發表論文稱，他們通過計算發現，當暗物質粒子在冷卻死亡的中子星內部碰撞并湮滅時，傳遞的能量會使恒星迅速升溫。這項研究首次表明，大部分能量可在幾天內儲存起來。中子星或許“掌握”著理解神秘暗物質的“鑰匙”，為科學家解開宇宙一大謎團提供了方向。

尋找暗物質是科學界最吸引人的事件之一。暗物質占宇宙物質的85%，但人們卻看不到它。暗物質不與光相互作用，不吸收也不反射光，自身也不發光。這意味著即便人們知道它的存在，也無法用望遠鏡直接觀察到它。

研究人員表示，從理論上預測暗物質是一回事，但從實驗上觀察暗物質是另一回事。中子星扮演著巨大的天然暗物質探測器的角色，在宇宙長期歷史中一直收集著暗物質。

當一顆超大質量恒星耗盡燃料并坍塌時，就形成了中子星。它們的質量與太陽相似，被擠壓成一個只有20公里寬的球體。如果密度再大一些，就會變成黑洞。

暗物質與普通物質的相互作用非常弱，以至于它可直接穿過地球，甚至太陽。中子星密度非常大，暗物質粒子更有可能與恒星相互作用。如果暗物質粒子確實與恒星中的中子星發生碰撞，它們將失去能量并被困住。隨著時間推移，暗物質在恒星中積累。這有望將古老、寒冷的中子星加熱到可觀察水科技日報平，甚至引發恒星向黑洞坍塌。

研究人員解釋說，如果能量轉移發生得足夠快，中子星就會被加熱。要做到這一點，暗物質必須在恒星中經歷多次碰撞，傳遞越來越多的暗物質能量，直到最終所有能量都儲存在恒星中。

研究人員計算出，99%的能量在短短幾天內被轉移。這意味著暗物質可將中子星加熱到可能被探測到的水平。因此，對冷中子星的觀測將提供有關暗物質和常規物質之間相互作用的重要信息，從而揭示神秘暗物質的性質。