Устойчивость гравитационно-связанного конденсата взаимодействующих бозонов
Автор: Самородов Н.А., Попов В.А.
Журнал: Пространство, время и фундаментальные взаимодействия @stfi
Статья в выпуске: 1 (42), 2023 года.
Бесплатный доступ
В рамках модели темной материи, состоящей из легких взаимодействующих бозонов, исследуется устойчивость компактных гравитационно-связанных конденсатов Бозе-Эйнштейна (Бозе-звезд). Эта задача рассматривалась ранее в рамках приближения Каулинга, то есть без учета возмущений гравитационного потенциала, что позволяло в задаче на собственные значения перейти от уравнения четвертого порядка к уравнению второго порядка. В данной работе приближение Каулинга не используется и задача сведена к уравнению второго порядка на вектор смещения. Найдены собственные функции и собственные значения для радиальных и нескольких первых гармоник нерадиальных возмущений. Возмущения носят осциллирующий характер, что говорит об устойчивости конденсата.
Аксион, темная материя, конденсат бозе-эйнштейна, бозе-звезда, устойчивость
Короткий адрес: https://sciup.org/142238135
IDR: 142238135 | DOI: 10.17238/issn2226-8812.2023.1.101-107
Список литературы Устойчивость гравитационно-связанного конденсата взаимодействующих бозонов
- Bertone G., Hooper D., Silk J. Particle dark matter: evidence, candidates and constraints. Phys. Rept., 2005, vol. 405, no. 5-6, pp. 279–390.
- Mu˜noz C. Dark matter detection in the light of recent experimental results. Int. J. Mod. Phys. A, 2004, vol. 19, no. 19, pp. 3093–3169.
- Su´arez A., Robles V.H., Matos T. A Review on the Scalar Field/Bose-Einstein Condensate Dark Matter Model. Astrophys. Space Sci. Proc., 2014, vol. 38, pp. 107–142.
- Hu W., Barkana R., Gruzinov A. Fuzzy cold dark matter: the wave properties of ultralight particles. Phys. Rev. Lett., 2000, vol. 85, no. 6, pp. 1158–1161.
- B¨oehmer C.G., Harko T. Can dark matter be a Bose–Einstein condensate? J. Cosmol. Astropart. Phys., 2007, vol. 2007, no. 6, pp. 025.
- Du X., Behrens C., Niemeyer J.C. Substructure of fuzzy dark matter haloes. Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 2016, vol. 465, no. 1, pp. 941–951.
- Berezhiani L., Cintia G. Warkentin M. Core fragmentation in simplest superfluid dark matter scenario. Phys. Lett. B, 2021, vol. 819, pp. 136422.
- Colpi M., Shapiro S.L., Wasserman I. Boson stars: Gravitational equilibria of self-interacting scalar fields. Phys. Rev. Lett., 1986, vol. 57, no. 20, pp. 2485.
- Friedberg R., Lee T.D., Pang Y. Mini-soliton stars. Phys. Rev. D, 1987; vol 35, no. 12, pp. 3640.
- Kaup D.J. Klein-gordon geon. Phys. Rev., 1968, vol. 172, no. 5, pp. 1331.
- Lee J.-W., Koh I.-G. Galactic halos as boson stars. Phys. Rev. D, 1996, vol. 53, no. 4, pp. 2236.
- Das S., Bhaduri R.K. Dark matter and dark energy from a Bose–Einstein condensate. Class. Quant. Grav., 2015, vol. 32, no. 10, pp. 105003.
- Seidel E., Suen W.-M. Dynamical evolution of boson stars: Perturbing the ground state. Phys. Rev. D, 1990, vol. 42, no. 2, pp. 384.
- Gleiser M. Stability of boson stars. Phys. Rev. D, 1988, vol. 38, no. 8, pp. 2376.
- Jetzer Ph. Stability of excited Bose stars. Nucl. Phys. B Proc. Suppl., 1990, vol. 14, no. 2, pp. 265–271.
- Hartman S.T.H., Winther H.A., Mota D.F. Collapse of spherical overdensities in superfluid models of dark matter. A&A, 2020, vol. 639, pp. A90.
- Cowling T.G. The non-radial oscillations of polytropic stars. Mon. Not. Roy. Astron. Soc., 1941, vol. 101, pp. 367–365.
- Lopes I., Panotopoulos G. Radial oscillations of boson stars made of ultralight repulsive dark matter. Nucl. Phys. B, 2020, vol. 961, pp. 115266.
- Panotopoulos G., Lopes I. Acoustic modes of pulsating axion stars: Nonradial oscillations. Int. J. Mod. Phys. D, 2019, vol. 28, pp. 1950111.
- Chavanis P.-H. Jeans mass-radius relation of self-gravitating Bose-Einstein condensates and typical parameters of the dark matter particle. Phys. Rev. D, 2021, vol. 103, no. 12, pp. 123551.
- Madelung E. Quantentheorie in hydrodynamischer Form. Z. Phys., 1927, vol. 40, no. 3, pp. 322–326.
