核星团中暗物质燃烧的特征

为了刻画恒星内部暗物质 (DM) 湮灭如何改变星团的外观，我们计算了在具有不同特性的暗物质晕中，质量从 0.7 到 3.5 太阳质量的恒星演化至氦燃烧点火的阶段。我们发现，当星团被稠密的暗物质晕包围时，星团中恒星在赫罗图上的位置具有比无暗物质的经典情景下更亮、更热的转折点，从而使星团呈现出更年轻的外观。产生这些效应所需的高暗物质密度预计只存在于非常特定的位置，例如我们银河系中心附近。特别地，如果暗物质由最近为协调直接探测实验结果而提出的 8 GeV 弱相互作用大质量粒子 (WIMP) 构成，那么对于暗物质密度为 $\rho_{DM} = 3 \cdot 10^5$ GeV cm$^3$ 的暗物质晕，这一特征将被预言。星团内部的暗物质密度梯度将导致更宽的主序带、转折点和红巨星支区域。此外，我们发现对于非常高的暗物质晕密度，赫罗图中等龄线的底部会上升到更高的光度，从而在星团上产生一个特征性的标记。我们认为这一特征可被用来间接探测星团所在位置暗物质粒子的存在。