ما تخبرنا به باطن النجوم النيوترونية عن المادة المظلمة ✦

النجوم النيوترونية هي بقايا النجوم الضخمة بعد انفجار المستعر الأعظم. تم التنبؤ بها بواسطة فريتز زويكي وتم اكتشافها على شكل نجوم نابضة بواسطة جوسلين بيل بورنيل، وهي مضغوطة بكثافة عالية لدرجة أن انحناء الزمكان يصبح ملحوظاً. كتلتها محدودة — وقد أدرك ذلك تشاندراسيخار مبكراً. اليوم تُستخدم النجوم النيوترونية كمختبر للبحث عن الأكسيونات — جسيمات من نظرية الحقل الكمومي، مرشحة لتكون الكتلة غير المرئية للكون.

إذا وُلدت الأكسيونات في الباطن، فإنها تحمل الحرارة بعيداً، فيبرد النجم أسرع، مما يزيد من الإنتروبيا — مثلما تُسرّع ملعقة باردة تبريد الشاي. أخذ التحليل الجديد في الاعتبار أن النواة قد تحتوي ليس فقط على جسيمات عادية، بل أيضاً على جسيمات غريبة (هايبرونات). واتضح أن تقدير كتلة الأكسيون يكاد لا يعتمد على التكوين — فالحد الأعلى يبقى ثابتاً حول 10–20 ميلي إلكترون فولت، في متناول تجربة IAXO المستقبلية. وهكذا فإن مادة الملعقة (فولاذ أو فضة) لا تؤثر كثيراً على سرعة التبريد. المدهش أن عمليات رصد الموجات الثقالية والقياس الضوئي تتوافق حالياً بشكل أفضل مع غياب الأكسيونات. لكن إذا تم اكتشاف الجسيم، فإن كتلته الدقيقة ستتيح النظر في قلب النجم ومعرفة ما إذا كان هناك شيء غير عادي.