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星星和太阳能物理学

星星和太阳能物理学

暗物质触发奇怪的星星吗?

07 Oct 2010
奇怪的夸克明星与中子星

将中子星转换成所谓的奇怪星的能量可能来自湮灭暗物质颗粒。这就是西班牙的物理学家,英国和美国的新研究的结论,他建议这种转换机制可能是对弱互动巨大颗粒(WIMPS)的弱较低限制的好方法,这是一个领先的候选者对于暗物质。

一旦他们的核燃料已经烧毁,恒星低于某种质量崩溃,形成中子恒星。这些令人难以置信的致密物体几乎完全由中子组成,引力塌陷具有强制质子和电子合并。然而,已经提出了,鉴于某种额外的能量来源,中子恒星可以转换为奇怪的恒星,由奇怪的物质组成的物体–一个未绑定的汤,沮丧和奇怪的夸克。

这个想法是将这种能量添加到某个有限体积的中子星将解锁中子内部限制的上下夸克。其中一些夸克将自然地转化为奇怪的夸克,产生称为奇怪的奇怪物质的区域。如果已被假设,奇怪的事情实际上比正常核,核,物质将存在较低的能量。正常物质转换为奇怪的物质的​​过剩能量,然后解锁更多上下夸克,导致创造更多扼杀。

一点能量足以将中子星变成一个陌生的星星 牛津大学约瑟夫丝绸

结果是能够在秒或更短的时间内将整个中子星转换成奇怪物质的失控过程。“中子星是含量的,就像山地壁架上的人一样”解释了牛津大学的约瑟夫丝绸参与了这项工作。“就像一只小踢可以把那个人推到壁架上并将它们送到山的底部,所以一点能量足以将中子星变成一个陌生的明星。”

奇怪的事情存在吗?

虽然没有明确的证据表明奇怪的事情实际上存在,但从宇宙中观察到极其简短但超明显的伽马光线爆发表明存在奇怪的恒星。研究人员提出了产生伽马射线爆发所需的巨大力量可能来自黑洞的形成,但是围绕黑洞的大量正常物质颗粒可以吸收大部分能量。然而,将中子星转化为奇怪的恒星,可以提供所需的能量,但没有周围物质。

然而,仍然存在中子星获得其最初的能量火花的问题。有些人建议它只是来自崩溃的能量​​或从与明星碰撞的非常高能量的宇宙射线。然而,丝绸指出,前者机构需要中子恒星具有最小质量并认为后一种机制是有问题的,因为他说,它不太可能在星际中间倾倒能量,这是它的位置需要启动链反应。

相反,萨拉曼卡大学安赫利斯·佩雷兹加西亚和田纳西大学的吉丽娜石头,已经计算出湮灭的懦弱,可以积聚在星星中心,可以提供这种能量。如果确认,该机制将为WIMP的质量提供新的独立下限。这大约是4 GEV(Gigaelectronvolts),在这种方式中需要三重组计算的最小能量的一半,以这种方式启动中子星转换(每个WIMP在每个碰撞中提供一半的质量能)。

寻找WIMPS的新方法

通过直接地,基于地面的暗物质搜索者能够降至大约50个 GEV,丝绸表示新的方法可以为现有实验提供有用的补充。他指出,理论不利于4到50之间的黑色质量 GEV但是一个约10的数字 GEV是由最近的竞争,由地面探测器结果提出的。

该团队声称两条观察线可以支持他们的论文,从而有助于为WIMPS质量施加新的限制。人们涉及测量通过研究脉冲条的辐射而获得的奇怪星的质量和半径,并将这些值与由其模型和替代模型的预测进行比较。还可以通过在美国秘书处的Cern实验室中的相对论重型离子撞机中或在日内瓦附近的Cern实验室测量扼杀术中来获得证据。

犹他大学的Paolo Gondolo在美国认为,新机制是合理的,但他的怀疑是可以在寻求暗物质中使用。“即使检测到一个奇怪的明星,也可能很难判断是否通过暗物质湮灭形成,” he says.

对黑暗物理机制的谨慎支持也来自布法罗纽约州立大学的德国斯托赫科维奇,他说这一过程“可能在自然中实现”。但他坚持认为必须调查这种情况下奇怪明星的稳定性。 “如果WIMP湮灭太快或太慢,这颗明星可能永远不会达到热力学均衡,” he says.

这项工作描述于 物理。 rev. lett。 105 141101.

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