Астрофизики раскрыли способ обнаружения аксионов
Астрофизики из Калифорнийского университета в Беркли предложили метод обнаружения тёмной материи в виде гипотетической частицы — аксиона.
Они утверждают, что такие частицы могут быть зафиксированы при вспышке сверхновой в нашей галактике. Лёгкая частица аксион считается основным кандидатом на роль тёмной материи.
Она могла бы возникать в процессе коллапса массивной звезды, превращающейся в нейтронную звезду. В течение первых десяти секунд после этого события аксионы могут излучать гамма-лучи в условиях сильного магнитного поля звезды.
Учёные полагают, что если такая сверхновая взорвётся поблизости, гамма-телескопы смогут зафиксировать характерные всплески. Примером того, как можно использовать гамма-телескопы для поиска аксионов, служат сверхновые, такие как 1987A.
Если будут обнаружены характерные гамма-всплески, можно будет определить массу аксионов с высокой точностью. Масса одного из возможных кандидатов, КХД-аксиона, может составлять около 50 микроэлектронвольт, что в 10 миллиардов раз легче электрона.
Суперкомпьютерное моделирование показало, что аксионы, генерируемые внутри нейтронной звезды, могут эффективно преобразовываться в гамма-лучи в сильном магнитном поле звезды. Этот процесс позволяет выявить сигнал, который можно отличить от воздействия обычной материи.
Современные гамма-телескопы, такие как Fermi Gamma-ray Space Telescope, уже сегодня способны фиксировать эти гамма-всплески, если они произойдут в нашей галактике. Однако учёные подчёркивают, что вероятность вспышки сверхновой, способной подтвердить гипотезу, произойдёт только через десятилетия.
Поэтому исследователи настаивают на необходимости запуска новых гамма-телескопов, которые смогут круглосуточно наблюдать всё небо и уловить момент вспышки. Обнаружение аксионов позволит радикально изменить представления о природе тёмной материи и, возможно, пересмотреть текущие подходы к её поискам.