Влияние темной материи на супервзрывы и рождение нейтронных звезд
Электрон-каптурные супервзрывы (ECSNe) — это звездные взрывы, происходящие в звездах с начальными массами примерно в 8–10 раз больше массы Солнца. В таких звездах образуются ядра, состоящие из кислорода, неона и магния, которые становятся нестабильными, когда электроны захватываются ядрами неона и магния.
Потеря давления от электронов приводит к коллапсу ядра, что вызывает взрыв супервзрыва и формирование нейтронной звезды — крайне плотного объекта, состоящего в основном из нейтронов.
Недавнее исследование, проведенное учеными из INFN-Пизы и Университета Пизы, направлено на изучение того, как гипотетический тип темной материи, называемый асимметричной темной материей (ADM), может повлиять на коллапс ядер предшественников ECSN и последующее образование нейтронных звезд.
В их статье, опубликованной в Journal of High Energy Astrophysics, представлен первый самосогласованный Stellar-структурный модель возможного вклада ADM в этот астрофизический процесс.
«Идея провести это исследование пришла ко мне около года назад, когда я наткнулся на интересную статью Хираматсу и др., опубликованную в 2021 году», — сказал Игнацио Бомбаци, один из соавторов статьи.
«В их работе авторы показали, что супервзрыв 2018zd стал первым убедительным наблюдательным доказательством ECSN, нового типа звездного взрыва, предложенного в начале 1980-х годов японским астрофизиком Кэничи Номото и его коллегами.»
Бомбаци, совместно с магистрантом Доменико Скордино, ранее изучал возможные эффекты фермионной ADM на структурные свойства нейтронных звезд. После ознакомления с работой Хираматсу ему стало понятно, что присутствие фермионной темной материи в девиантном ядре кислорода, неона и магния предшественника ECSN может значительно повлиять на процесс ECSN.
«Это открывает новый путь к формированию необычно легких нейтронных звезд, значительно ниже стандартного диапазона масс, предсказанного классическими моделями», — добавил он.
Команда исследователей использовала обобщенную релятивистскую формулировку двухфазных жидкостей, чтобы проанализировать, как темная материя влияет на коллапс ядер предшественников ECSN, взрыв и образование нейтронной звезды.
«Таким образом, мы показали, что даже умеренное количество темной материи может сжать ядра белых карликов до точки коллапса при меньших массах, чем считалось ранее», — отметил Вишал Пармар, соавтор статьи.
Это недавнее исследование вводит первую модель звездной структуры, которая описывает роль ADM в коллапсе белых карликов и возникновении нейтронных звезд.
Ученые теперь планируют улучшить свою модель, включая более реалистичные составы белых карликов и рассматривая более широкий диапазон свойств темной материи. Они надеются, что их теоретические работы смогут более тесно связаться с многомесседжерной астрономией, используя данные телескопов и детекторов гравитационных волн, чтобы проверить, действительно ли темная материя формирует жизнь и смерть звезд.
В нашем Telegram‑канале, и группе ВК вы найдёте новости о непознанном, НЛО, мистике, научных открытиях, неизвестных исторических фактах. Подписывайтесь, чтобы ничего не пропустить.
