中子星可能因暗物质湮灭而升温

暗物质粒子的一大谜团是它们是否相互作用。我们仍然不知道暗物质的确切本质。一些模型认为暗物质仅通过引力相互作用，但更多模型认为暗物质粒子可以相互碰撞、聚集在一起，甚至衰变成我们可以看到的粒子。如果是这样的话，那么黑洞、中子星和白矮星等引力场特别强的物体可能会捕获并聚集暗物质。这反过来可能会影响这些对象的显示方式。

作为一个典型的例子，一项研究着眼于暗物质和中子星之间的相互作用。该研究发表在arXiv预印本服务器上。

中子星是由宇宙中最致密的物质构成的。它们强大的引力场可以捕获暗物质，并且与黑洞不同，来自暗物质的任何辐射都不会被捕获在事件视界后面。因此，中子星是研究暗物质模型的完美候选者。在这项研究中，研究小组研究了中子星可以捕获多少暗物质，以及相互作用的暗物质粒子的衰变将如何影响中子星的温度。

详细信息取决于您使用的特定暗物质模型。该团队没有研究变体模型，而是着眼于广泛的属性。具体来说，他们关注暗物质和重子(质子和中子)如何相互作用，以及这是否会导致暗物质被捕获。果然，对于一系列可能的重子-暗物质相互作用，中子星可以捕获暗物质。

然后，该团队继续研究暗物质热化是如何发生的。换句话说，当暗物质被捕获时，它应该通过碰撞和暗物质湮灭将热能释放到中子星中。随着时间的推移，暗物质和中子星应该达到热平衡。

这种情况发生的速率取决于粒子相互作用的强度，即所谓的散射截面。研究小组发现热平衡相当快地达到。对于暗物质的简单标量模型，可以在一万年内达到平衡。对于暗物质的矢量模型，平衡可以在短短一年内发生。无论哪种模型，中子星都可以在宇宙眨眼之间达到热平衡。

如果这个模型是正确的，那么暗物质可以在中子星的演化中发挥可测量的作用。例如，我们可以通过观察比预期更温暖的中子星来识别暗物质的存在。或者甚至可以通过中子星的整体光谱来区分不同的暗物质模型。