Эксперимент с нейтронной звездой поможет найти «пятую силу» между нормальной и темной материей

Гипотетическую темную материю пока еще не удалось наблюдать напрямую, но ее присутствие подразумевают многочисленные астрономические исследования. Предполагается, что темная материя составляет примерно 80% от всей материи во Вселенной, но ее истинная природа пока остается загадкой.

Ученые изучали галактики без темной материи, чтобы лучше понять ее таинственную сущность. Помимо вопросов о ее природе, существуют также вопросы относительно гипотетической силы между нормальной материей и темной, притягивающей или отталкивающей их друг от друга. Ее также называют «пятой силой».

Лидзин Шао из Радиоастрономического института Макса Планка считает, что двойные пульсары предоставляют новый способ тестирования этой гипотетической «пятой силы». С помощью радиотелескопов ученые могут измерять нейтронные звезды, замеряя периодичность их радиоимпульсов. В исследовании, опубликованном в журнале Physical Review Letters, Шао и его коллеги предложили тест, в котором используется нейтронная звезда PSR J1713+0747.

PSR J1713+0747 находится примерно в 3,8 тысячи световых лет от Земли и имеет одно из самых стабильных и предсказуемых вращений в обозримом космосе. Со временем исследователи смогут измерить интерференцию с бинарной орбитой, если «пятая сила» все же существует, а нейтронная звезда ускоряется по направлению к темной материи иначе, чем по направлению к своему белому карлику-компаньону. В таком случае должна наблюдаться деформация двойной орбиты или изменение в ее эксцентричности.

«Мы предлагаем новаторский астрономический эксперимент с использованием орбитальной динамики от периодичности радиоимпульсов и получением конкурирующего предела ηDM от системы нейтронной звезды с белым карликом PSR J1713+0747, — пишут ученые в своем исследовании. — Результат зависит от большой материальной разницы между нейтронной звездой и белым карликом и мощной энергией гравитационного взаимодействия первой».