星の死は暗黒物質に関する疑問にどのように答えるのでしょうか?

コンパクト天体は、星が死ぬときに発生する天体群です。星の質量に応じて、ブラックホール、中性子星、または白色矮星が発生する可能性があります。

中性子星とブラックホールは、光の軌道を変える時空の極端な歪みです。したがって、中性子星は強い重力場を持ち、その周りに降着円盤が生成される可能性があります。降着円盤は、中性子星によって重力によって捕らえられる物質です。

新しい論文の中で理論天体物理学者らは、物質を捕捉する際の中性子星の挙動を研究することで暗黒物質を研究できると主張している。

星が寿命を迎えると、コンパクトな天体になります。十分に大きな質量があればブラックホールになります。そうしないと、中性子星や白色矮星になる可能性があります。

中性子星には極端な時空の歪みがありますが、ブラックホールほど極端ではありません。中性子星の強い重力場は、降着円盤内の物質を捕捉することができます。

暗黒物質の概念は 19 世紀末に遡りますが、実際に観測されたのは 70 年代のベラ・ルービンでした。しかし、光と相互作用しない、つまり見ることができないものをどうやって観察できるのでしょうか?

ルービンは、暗黒物質が可視物質と重力的に相互作用することを発見しました。銀河内の星の速度や銀河団内の銀河間の相互作用を分析するときに、この効果を観察することが可能です。

長年にわたり、他の観察によって、ルービンが 1970 年代に発見したことが確認されました。しかし、今日に至るまで、暗黒物質の性質は謎のままです。物理学者は、暗黒物質は WIMP と呼ばれる弱く相互作用する粒子である可能性があると提案しています。

降着プロセスは、ブラック ホールから最もよく知られています。物質が重力場に捕らえられると、角運動量の輸送プロセスが始まり、物質は中心の物体に向かって落下します。

この降着円盤が光るのは、エネルギーの一部が電磁放射に変換されるためです。この放射線は、質量、角運動量、その他の特性など、中心物体に関する重要な情報を提供します。

この記事の考え方は、暗黒物質が重力によって中性子星と相互作用すると、星の挙動の変化を観察できるというものです。これらの変化の 1 つは、星の角運動量、または簡単に言えば、星の回転量です。

別の議論は、暗黒物質が粒子の性質を持っている場合、中性子星の重力場によって加速されると、粒子が衝突して観測可能な爆発を引き起こすというものです。さらに、放出された大量のエネルギーによって中性子星自体が爆発する可能性があるという考えはありそうもないことです。

この論文はまだ査読中であり、どの雑誌にも掲載されていませんが、 arXiv でアクセスできます。