暗物质混合白矮星
宇宙学与河外天体物理
2013-06-18 v2 广义相对论与量子宇宙学
摘要
我们研究了具有暗物质核心的白矮星的平衡结构，其中暗物质核心由质量范围为 1 GeV 至 100 GeV 的非自湮灭暗物质（DM）粒子形成，并假设这些粒子在恒星内部形成理想的简并费米气体。对于质量为 10 GeV 和 100 GeV 的 DM 粒子，我们发现仅当恒星内部 DM 核心的质量分别小于 O(10^-3) Msun 和 O(10^-6) Msun 时，才存在稳定的恒星模型。这些恒星的全局性质，特别是相应的钱德拉塞卡质量极限，本质上与不含 DM 的传统白矮星模型相同。然而，在 10 GeV 的情形下，DM 核心的引力吸引足够强，能够将核心区域的正常物质压缩至高于中子滴密度的水平，远高于传统白矮星中的密度。对于粒子质量为 1 GeV 的 DM，恒星内部的 DM 核心质量可高达约 0.1 Msun，并显著影响恒星的全局结构。在此情形下，含 DM 的恒星模型半径可比传统白矮星小约两倍。此外，钱德拉塞卡质量极限也可能降低多达 40%。我们的结果可能对 Ia 型超新星在多大程度上可被视为标准烛光是关键假设这一问题上具有启示意义，而该假设是发现暗能量的关键。
引用
@article{arxiv.1305.6142,
title = {Dark-matter admixed white dwarfs},
author = {S. -C. Leung and M. -C. Chu and L. -M. Lin and K. -W. Wong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1305.6142},
year = {2013}
}
备注
8 pages, 8 figures, minor changes to match the accepted version