時(shí)間：2025-12-10 13:39:24 來(lái)源：桑間濮上網(wǎng)

（左）中子星的插圖（右）藝術(shù)家對(duì)暗物質(zhì)分布的印象。（圖片來(lái)源：uux.cn美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德航天飛行中心/VOLKER SPRINGEL，物質(zhì)上海徐匯同城約附近小姐上門外圍電vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)MAX PLANCK天體物理研究所）
（神秘的使死地球uux.cn）據(jù)美國(guó)太空網(wǎng)（Robert Lea）：科學(xué)家們推測(cè)，一些由已知宇宙中密度最高的變暖物質(zhì)制成的死恒星，即所謂的整個(gè)中暗中星“中子星”，可能會(huì)成為暗物質(zhì)粒子的宇宙陷阱，這些粒子以高速碰撞在一起并相互湮滅。物質(zhì)研究人員說(shuō)，使死反過(guò)來(lái)，變暖湮滅過(guò)程可能會(huì)從內(nèi)到外加熱死去的整個(gè)中暗中星恒星。
總的宇宙來(lái)說(shuō)，暗物質(zhì)對(duì)研究人員來(lái)說(shuō)是物質(zhì)一個(gè)有問(wèn)題的課題，因?yàn)楸M管暗物質(zhì)估計(jì)占宇宙物質(zhì)的使死85%，但它實(shí)際上是變暖不可見的，因?yàn)樗慌c光相互作用。上海徐匯同城約附近小姐上門外圍電vx《365-2895》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)暗物質(zhì)似乎也不會(huì)與由質(zhì)子、中子和電子組成的“普通物質(zhì)”相互作用——或者，如果相互作用，這些相互作用是罕見和微弱的。我們從未見過(guò)他們。這就引出了一個(gè)有趣的問(wèn)題：暗物質(zhì)是否與自身相互作用？
墨爾本大學(xué)的理論物理學(xué)家妮可·貝爾對(duì)正常物質(zhì)中電子及其反粒子正電子相遇并湮滅從而釋放能量時(shí)發(fā)生的暗物質(zhì)自相互作用感興趣。暗物質(zhì)是電中性的，這意味著構(gòu)成物質(zhì)的任何粒子理論上也可能有自己的反粒子。
而且，就像正常物質(zhì)湮滅一樣，當(dāng)暗物質(zhì)粒子相遇時(shí)，暗物質(zhì)湮滅應(yīng)該發(fā)生——中子星可能是這種相互作用的理想極端環(huán)境。
貝爾告訴Space.com：“湮滅是指粒子和反粒子碰撞并相互摧毀。如果暗物質(zhì)是自己的反粒子，就會(huì)發(fā)生這種情況，正如最廣泛研究的暗物質(zhì)模型中經(jīng)常假設(shè)的那樣。”
這意味著，如果中子星可以充當(dāng)“暗物質(zhì)陷阱”，那么它們就可以發(fā)出熱信號(hào)。如果這一點(diǎn)能夠被探測(cè)到，中子星可以充當(dāng)基本的“暗物質(zhì)探測(cè)器”，這將有助于科學(xué)家尋找這種實(shí)際上看不見的物質(zhì)形式。
如何誘捕暗物質(zhì)
當(dāng)一顆質(zhì)量至少是太陽(yáng)八倍的恒星耗盡其核心核聚變所需的燃料時(shí)，中子星就誕生了。這結(jié)束了輻射壓力驅(qū)動(dòng)的向外力，輻射壓力支撐恒星抵抗自身引力的向內(nèi)力達(dá)數(shù)百萬(wàn)年，有時(shí)甚至數(shù)十億年之久。
結(jié)果，恒星的核心坍塌，發(fā)出沖擊波，引發(fā)超新星。這股沖擊波吹走了垂死恒星的外層及其大部分質(zhì)量，留下了一個(gè)質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的一到兩倍的恒星核心，它已經(jīng)坍塌到大約12英里（20公里）的寬度。

中子星與曼哈頓島的對(duì)比圖。（圖片來(lái)源：uux.cn美國(guó)國(guó)家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心）
將相當(dāng)于50多萬(wàn)地球的質(zhì)量擠壓成一個(gè)可能位于芝加哥城市范圍內(nèi)的天體，自然會(huì)對(duì)恒星核心的物質(zhì)產(chǎn)生極端影響。它迫使電子和質(zhì)子結(jié)合在一起，形成中子的海洋，中子是通常只在原子中心發(fā)現(xiàn)的粒子。組成中子星的這片中子海洋密度如此之大，如果將其中一湯匙帶到地球上，它的重量將超過(guò)10億噸。這與珠穆朗瑪峰的重量差不多。
因此，中子星是由已知宇宙中密度最高的物質(zhì)組成的，這就是為什么科學(xué)家們認(rèn)為它們的引力影響可能足以誘捕暗物質(zhì)——盡管暗物質(zhì)缺乏與光和物質(zhì)的相互作用，但它確實(shí)與引力相互作用。
貝爾解釋說(shuō)，當(dāng)138億年前的宇宙還不到一秒時(shí)，暗物質(zhì)湮滅被認(rèn)為經(jīng)常發(fā)生，但在當(dāng)今宇宙中很少發(fā)生。唯一的例外是存在大量暗物質(zhì)的區(qū)域。
貝爾及其同事發(fā)現(xiàn)，如果暗物質(zhì)確實(shí)可以在中子星內(nèi)部積累，這將恰好提供富含暗物質(zhì)的環(huán)境，從而使其在老化的宇宙中湮滅。
貝爾說(shuō)：“你可能會(huì)在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)發(fā)現(xiàn)大量暗物質(zhì)，足以在這些恒星中發(fā)生相當(dāng)數(shù)量的暗物質(zhì)湮滅。”。
貝爾補(bǔ)充說(shuō)，在地球?qū)嶒?yàn)室的暗物質(zhì)實(shí)驗(yàn)中，科學(xué)家們尋找暗物質(zhì)粒子與普通物質(zhì)相互作用的信號(hào)，但中子星在這方面具有天然優(yōu)勢(shì)。
她說(shuō)：“在實(shí)驗(yàn)室里，我們正在尋找暗物質(zhì)粒子和原子核之間的碰撞。”。“但如果這種情況能夠發(fā)生，那么暗物質(zhì)也必須能夠與中子星中的中子和質(zhì)子碰撞。中子星有很多中子。”
除此之外，貝爾在研究中子星和暗物質(zhì)時(shí)驚訝地發(fā)現(xiàn)，中子星的巨大引力可能會(huì)創(chuàng)造另一種條件，使暗物質(zhì)粒子更可能在這些死恒星內(nèi)發(fā)生自相互作用。
貝爾說(shuō)：“當(dāng)暗物質(zhì)撞擊中子星時(shí)，它會(huì)被加速到接近光速的速度。”。“這很有用，因?yàn)樗梢蕴岣呦嗷プ饔玫乃俾剩锌赡苁刮覀兡軌蛱綔y(cè)一些在地球上的實(shí)驗(yàn)中幾乎不可能看到的暗物質(zhì)相互作用。”

充滿奇異夸克物質(zhì)的中子星的橫截面，但這些死恒星能隱藏更奇異的東西嗎？（圖片來(lái)源：uux.cn/Jyrki Hokkanen/CSC）
暗物質(zhì)湮滅會(huì)向這些死星陷阱釋放熱能，因此該團(tuán)隊(duì)還研究了中子星和它們捕獲的暗物質(zhì)需要多長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到所謂的“熱平衡”狀態(tài)。這是兩種物質(zhì)達(dá)到相同溫度，熱量不再在它們之間流動(dòng)的點(diǎn)。
這項(xiàng)研究表明，暗物質(zhì)飽和中子星可以在不超過(guò)10000年、短至一年的時(shí)間內(nèi)達(dá)到熱平衡，這取決于所使用的模型。從宇宙的角度來(lái)看，這只是一眨眼的功夫。

在藝術(shù)家的插圖中，美國(guó)國(guó)家航空航天局的詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡可以發(fā)現(xiàn)中子星的熱發(fā)射，這表明暗物質(zhì)被湮滅。（圖片來(lái)源：uux.cn/NASA GSFC/CIL/Adriana Manrique Gutierrez）
為了驗(yàn)證這一理論，研究人員需要測(cè)量中子星的溫度。發(fā)現(xiàn)這些極端死亡的恒星比預(yù)期的更熱，將揭示暗物質(zhì)粒子確實(shí)正在其內(nèi)部湮滅。然而，這樣的發(fā)現(xiàn)絕非易事，因?yàn)橹挥懈爬稀⒏涞闹凶有遣艜?huì)發(fā)出不會(huì)被其他光淹沒的熱輻射。這將需要人類有史以來(lái)向太空發(fā)射的最強(qiáng)大的觀測(cè)儀器：詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡。
貝爾補(bǔ)充道：“我們最感興趣的中子星是非常冷的恒星，很難看到。”。“這些恒星的溫度將導(dǎo)致近紅外輻射，這可能通過(guò)詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）看到。”
對(duì)中子星缺乏了解可能意味著，這種暗湮滅模型可能更容易用像太陽(yáng)這樣的小恒星死亡時(shí)留下的恒星殘骸類型進(jìn)行測(cè)試：白矮星。
貝爾總結(jié)道：“中子星由于其極高的密度，有利于捕捉暗物質(zhì)。但它們也是相對(duì)鮮為人知的恒星。”。“類似的想法也可以應(yīng)用于我們更了解的其他恒星，比如白矮星。”
如果這一理論被證明是正確的，它不僅能照亮暗物質(zhì)，還能幫助科學(xué)家更好地了解中子星的演化。
Bell及其同事的研究尚未經(jīng)過(guò)同行評(píng)審，可以在論文庫(kù)網(wǎng)站arXiv上找到。

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