Группа учёных опубликовала результаты исследования, посвящённого влиянию компактного тёмного ядра на структуру Солнца. В своей работе исследователи использовали модели стандартной солнечной эволюции, модифицировав их добавлением ядра из тёмной материи. Они рассматривали различные массы этого ядра, от 0,001 до 0,1 солнечной массы, и оценивали влияние на солнечную структуру. Это исследование не фокусируется на каком-либо конкретном кандидате в тёмную материю, а рассматривает широкий класс, включая странную кварковую материю и компактные тёмные объекты.

Исследователи обнаружили, что наиболее слабые ограничения накладываются измерениями потока солнечных нейтрино, которые исключают только самые массивные тёмные ядра, составляющие не менее 0,1 солнечной массы. Гораздо более строгие ограничения предоставили измерения акустических осцилляций Солнца, позволяющие исследовать массы вплоть до 0,001 солнечной массы. Модель с тёмным ядром показала лучшее соответствие гелиосейсмическим наблюдениям, чем стандартная модель. Однако авторы предостерегают от поспешных выводов о наличии тёмной материи внутри Солнца, предлагая альтернативные объяснения наблюдаемого эффекта. Они предполагают, что модель с тёмным ядром может имитировать некоторые эффекты звездообразования, обычно игнорируемые в симуляциях солнечной эволюции, например, наличие металлобогатого ядра.

Источник: Juie Shetye (NMSU), Erwin Verwichte (Warwick), Kevin Reardon (NSO)

Ключевой эффект присутствия макроскопической тёмной материи в солнечном ядре – значительно более сильный гравитационный потенциал во внутренних областях звезды. Это приводит к ускоренному оседанию тяжёлых элементов к центру, формируя богатое металлами ядро.

Анализ показал, что модели с тёмным ядром демонстрируют смешанные моды осцилляций, обычно наблюдаемые у субгигантов и красных гигантов. Наблюдение подобных проявлений в Солнце могло бы подтвердить или опровергнуть наличие тёмного ядра. Более того, авторы отмечают, что будущие измерения, если они станут возможны, позволят ограничить массу тёмного ядра с точностью до значений порядка 0,0001 солнечной массы.

В заключение, авторы подчёркивают, что, хотя модель с тёмным ядром улучшает соответствие с гелиосейсмическими данными, необходимы дополнительные наблюдения для подтверждения или опровержения этого сценария. Дальнейшие исследования, в том числе с использованием данных будущей миссии PLATO, необходимы для уточнения картины. Работа также затрагивает возможности ограничения различных кандидатов в тёмную материю, включая кварковую материю и примитивные чёрные дыры, при помощи гелиосейсмических данных.

Подробнее на iXBT