Ученые на пороге открытия "призрачной" частицы, из которой состоит темная материя

Астрономы обнаружили странный сигнал, исходящий от группы нейтронных звезд, который может указываться на существование неуловимой элементарной частицы и темной материи. Об этом сообщает New Atlas.

По словам исследователей, необъяснимый избыток рентгеновских лучей может намекать на существование аксионов, гипотетических "призрачных" частиц. Они могут решить несколько давних головоломок в области физики.

Когда массивные звезды вспыхивают сверхновыми, они могут оставлять после себя нейтронные звезды – чрезвычайно плотные ядра с мощными магнитными полями. Ожидалось, что группа нейтронных звезд, прозванная "Великолепной семеркой" будет излучать ультрафиолетовый свет и низкоэнергетические рентгеновские лучи. Но астрономы обнаружили, что звезды также излучают высокоэнергетические рентгеновские лучи, чего нельзя объяснить с помощью текущих моделей.

Команда ученых предложила интригующее объяснение – сигналы могут быть вызваны аксионами, их также связывают с существованием темной материи. Если бы аксионы существовали, то имели бы малую массу и редко взаимодействовали бы с обычной материей, беспрепятственно проходя сквозь людей и планеты. Но один из способов их обнаружить заключается в взаимодействии аксионов с электромагнитными полями, такими как у нейтронных звезд.

Исследователи предполагают, что аксионы могут рождаться в огромных количествах в сердцах нейтронных звезд и вырываться наружу, где магнитное поле преобразовывает их в фотоны. Поскольку аксионы несут громадное количество энергии, их фотоны тоже будут производить высокоэнергетические рентгеновские лучи, наблюдаемые вокруг группы нейтронных звезд.

"Мы пока не утверждаем, что открыли аксионы, но говорим, что они могут объяснить наличие дополнительных рентгеновских фотонов, и это захватывающая идея, которая согласуется с нашей интерпретацией аксионов", – говорит автор исследования Раймонд Ко.

Интересно то, что астрономы уже искали признаки радиосигналов вокруг нейтронных звезд или рентгеновских аномалий в скоплениях галактик, но безрезультатно. Это делает обнаружение странных сигналов невероятно интригующим.

По словам исследователей, аксионы могут решить не только загадку темной материи, но и укрепят аргументы в пользу теории струн, а также ответят на вопрос, почему во Вселенной больше материи, чем антиматерии.

Даже если избыток рентгеновского излучения не вызван аксионами, команда говорит, что открытие может поднять вопросы, выходящие за рамки Стандартной модели, намекая на совершенно новую физику. Для того, чтобы выяснить это, следующим шагом станет исследование белых карликов, которые как ожидается, не должны излучать рентгеновских лучей.

"Если мы увидим избыток рентгеновских лучей и там, наши аргументы станут довольно убедительными", – отметил ведущий автор исследования Бенджамин Сафди.

Стоит подчеркнуть, что по мнению астрофизиков, аксионы являются основной составляющей темной материи, которая до сих пор ускользает от ученых.