Neutronensterne, Vakuumreiniger für Dunkle Materie?

Neutronensterne könnten der Schlüssel zum Verständnis der Dunklen Materie sein.

Physiker des ARC Centre of Excellence for Dark Matter Particle Physics, unter der Leitung der Universität Melbourne, haben einen bedeutenden Durchbruch in der Suche nach dem Verständnis der Dunklen Materie erzielt, jener geheimnisvollen Substanz, die 85% der Materie unseres Universums ausmacht. In einem Artikel, der im Journal of Cosmology and Astroparticle Physics veröffentlicht wurde, erklären sie, dass Neutronensterne, diese dichten Überreste kollabierter massereicher Sterne, eine entscheidende Rolle bei der Detektion von Dunkler Materie spielen könnten.


Entgegen den bisherigen Erwartungen zeigt die Forschung, dass die Kollision und Annihilation von Dunkler-Materie-Partikeln innerhalb von Neutronensternen schnell Energie auf diese übertragen kann, wodurch sie in nur wenigen Tagen aufgeheizt werden. Dies steht im Widerspruch zu der vorherigen Annahme, dass der Energieübertrag eine Ewigkeit dauern könnte, manchmal sogar länger als das Alter des Universums selbst.

Diese Sterne sind extrem dicht, sodass die Dunkle Materie, die nur schwach mit gewöhnlicher Materie wechselwirkt, eine höhere Wahrscheinlichkeit hat, sich darin anzusammeln. Die Forscher glauben, dass dies zu einer Anhäufung führen könnte, die ausreicht, um einen kalten und alten Neutronenstern spürbar aufzuwärmen und ihn mit zukünftigen Instrumenten detektierbar zu machen oder sogar seinen Kollaps in ein Schwarzes Loch zu provozieren.

Die Dunkle Materie ist schwer direkt zu studieren, da sie nicht mit Licht wechselwirkt. Unsere Teleskope können sie nicht direkt sehen. Ihre Existenz wird aus ihrer gravitativen Einwirkung auf sichtbare Objekte des Universums abgeleitet. Die Detektoren für Dunkle Materie auf der Erde stehen vor großen technischen Herausforderungen, was Neutronensterne zu potenziell sehr nützlichen natürlichen Detektoren macht.

Diese Forschung wurde von einem internationalen Team von Experten durchgeführt, darunter Nicole Bell und Michael Virgato von der Universität Melbourne, Giorgio Busoni von der Australischen Nationaluniversität und Sandra Robles vom Fermi National Accelerator Laboratory in den USA.