時間：2025-12-03 20:29:22 來源：桑間濮上網(wǎng) 作者：探索 閱讀：399次

（左）中子星的插圖（右）藝術(shù)家對暗物質(zhì)分布的印象。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局戈達(dá)德航天飛行中心/VOLKER SPRINGEL，物質(zhì)合肥蜀山區(qū)（按摩SPA上門服務(wù)）按摩崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款MAX PLANCK天體物理研究所）
（神秘的使死地球uux.cn）據(jù)美國太空網(wǎng)（Robert Lea）：科學(xué)家們推測，一些由已知宇宙中密度最高的變暖物質(zhì)制成的死恒星，即所謂的整個中暗中星“中子星”，可能會成為暗物質(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，使死反過來，變暖湮滅過程可能會從內(nèi)到外加熱死去的整個中暗中星恒星。
總的宇宙來說，暗物質(zhì)對研究人員來說是物質(zhì)一個有問題的課題，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。合肥蜀山區(qū)（按摩SPA上門服務(wù)）按摩崴信159-8298-6630提供外圍女小姐上門服務(wù)快速安排面到付款暗物質(zhì)似乎也不會與由質(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。我們從未見過他們。這就引出了一個有趣的問題：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，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。如果這一點(diǎn)能夠被探測到，中子星可以充當(dāng)基本的“暗物質(zhì)探測器”，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)量至少是太陽八倍的恒星耗盡其核心核聚變所需的燃料時，中子星就誕生了。這結(jié)束了輻射壓力驅(qū)動的向外力，輻射壓力支撐恒星抵抗自身引力的向內(nèi)力達(dá)數(shù)百萬年，有時甚至數(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，留下了一個質(zhì)量是太陽質(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比圖。（圖片來源：uux.cn美國國家航空航天局戈達(dá)德太空飛行中心）
將相當(dāng)于50多萬地球的質(zhì)量擠壓成一個可能位于芝加哥城市范圍內(nèi)的天體，自然會對恒星核心的物質(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，當(dāng)138億年前的宇宙還不到一秒時，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：“你可能會在一個小區(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，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，但中子星在這方面具有天然優(yōu)勢。
她說：“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)時驚訝地發(fā)現(xiàn)，中子星的巨大引力可能會創(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：“當(dāng)暗物質(zhì)撞擊中子星時，它會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？（圖片來源：uux.cn/Jyrki Hokkanen/CSC）
暗物質(zhì)湮滅會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)需要多長時間才能達(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10000年、短至一年的時間內(nèi)達(dá)到熱平衡，這取決于所使用的模型。從宇宙的角度來看，這只是一眨眼的功夫。

在藝術(shù)家的插圖中，美國國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l(fā)出不會被其他光淹沒的熱輻射。這將需要人類有史以來向太空發(fā)射的最強(qiáng)大的觀測儀器：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，這可能通過詹姆斯·韋伯太空望遠(yuǎn)鏡（JWST）看到。”
對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這樣的小恒星死亡時留下的恒星殘骸類型進(jìn)行測試：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)過同行評審，可以在論文庫網(wǎng)站arXiv上找到。

(責(zé)任編輯：娛樂)

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