Невидимые горы на звёздах: гравитационные волны ищут тёмную материю ✛ ✦

Оригинал: "First Constraints on the Ellipticities of Self-Interacting Fermionic Dark Matter Admixed Neutron Stars from Continuous Gravitational-Wave Searches"
arXiv:2606.05082v1 · 2026-06-03 · CC BY 4.0 · 1 мин
Вращение нейтронных звёзд с тёмной материей внутри порождает гравитационные волны, помогая изучать невидимую субстанцию.

Нейтронная звезда — мёртвое ядро взорвавшейся звезды, сжатое до размеров города. Она вращается, как идеальный волчок. Но если внутри скопится комок тёмной материи — невидимого вещества, — он превратится в горку высотой тоньше волоса, а массой с Гималаи. Такая неровность заставляет звезду подрагивать, и в пространство уходит гравитационная волна — рябь самого пространства-времени.

Горка тоньше волоса, а весит как горный хребет.

Сравнив модель с данными детектора LIGO, учёные не услышали дрожи. Это значит, что частицы тёмной материи не могут слишком сильно слипаться — иначе волны давно бы заметили. Поиск ведётся на нейтронных звёздах — остатках сверхновых, которые иногда видны как пульсары (открытые в 1967-м Джоселин Белл Бернелл). Саму идею ловить невидимую материю внутри звёзд вынашивают с 1930-х, когда Фриц Цвикки заподозрил скрытую массу в галактиках. А пионер гравитационно-волновой охоты Райнер Вайс мечтал о таких детекторах. Сегодняшняя тишина — не провал, а подсказка: возможно, в нашей Галактике внутри звёзд прячется тёмная материя, и следующее поколение установок её услышит.

Если бы «тёмную гору» на нейтронной звезде можно было разглядеть, она оказалась бы бугорком высотой меньше миллиметра, но по массе не уступала бы Гималаям.

h_0 = \frac{4\pi^2 G}{c^4} \frac{\varepsilon I_{zz} f_{\rm GW}^2}{d}
h0 — амплитуда гравитационной волны, ε — экваториальная эллиптичность, I_zz — момент инерции, f_GW — частота гравитационной волны, d — расстояние до источника
\varepsilon = \frac{|I_{xx} - I_{yy}|}{I_{zz}}
Мера отклонения от осевой симметрии
Учёные
Fritz ZwickyVera RubinHenri PoincaréJoseph WeberStephen HawkingSubrahmanyan Chandrasekhar
Понятия
гравитационные волны тёмной материи самовзаимодействующая тёмная материя gw170817 GWTC gw190814 тёмная материя в нейтронных звёздах