Учені на порозі відкриття "примарної" частинки, з якої складається темна матерія

Астрономи виявили дивний сигнал, що виходить від групи нейтронних зірок, який може вказуватися на існування невловимої елементарної частинки і темної матерії. Про це повідомляє New Atlas.

За словами дослідників, незрозумілий надлишок рентгенівських променів може натякати на існування аксіонів, гіпотетичних "примарних" частинок. Вони можуть вирішити кілька давніх головоломок у галузі фізики.

Коли масивні зірки спалахують надновими, вони можуть залишати після себе нейтронні зірки — надзвичайно щільні ядра з потужними магнітними полями. Очікувалося, що група нейтронних зірок, прозвана "Чудової сімкою" буде випромінювати ультрафіолетове світло та низькоенергетичні рентгенівські промені. Але астрономи виявили, що зірки також випромінюють високоенергетичні рентгенівські промені, чого не можна пояснити за допомогою поточних моделей.

Команда вчених запропонувала інтригуюче пояснення — сигнали можуть бути викликані аксіонами, їх також пов'язують з існуванням темної матерії. Якби аксіони існували, то мали б малу масу і рідко взаємодіяли б із звичайною матерією, безперешкодно проходячи крізь людей і планети. Але один із способів їх виявити полягає у взаємодії аксіонів з електромагнітними полями, такими як у нейтронних зірок.

Дослідники припускають, що аксіони можуть народжуватися у величезних кількостях у серцях нейтронних зірок і вириватися назовні, де магнітне поле перетворює їх на фотони. Оскільки аксіони несуть величезну кількість енергії, їх фотони теж будуть виробляти високоенергетичні рентгенівські промені, які спостерігаються навколо групи нейтронних зірок.

"Ми поки не стверджуємо, що відкрили аксіони, але говоримо, що вони можуть пояснити наявність додаткових рентгенівських фотонів, і це захоплива ідея, яка узгоджується з нашою інтерпретацією аксіонів", — говорить автор дослідження Раймонд Ко.

Цікаво те, що астрономи вже шукали ознаки радіосигналів навколо нейтронних зірок або рентгенівських аномалій у скупченнях галактик, але безрезультатно. Це робить виявлення дивних сигналів неймовірно інтригуючим.

За словами дослідників, аксіони можуть вирішити не тільки загадку темної матерії, але і зміцнять аргументи на користь теорії струн, а також дадуть відповідь на питання, чому у Всесвіті більше матерії, ніж антиматерії.

Навіть якщо надлишок рентгенівського випромінювання не є членом аксіонів, команда каже, що відкриття може порушити питання, що виходять за рамки Стандартної моделі, натякаючи на абсолютно нову фізику. Для того, щоб з'ясувати це, наступним кроком стане дослідження білих карликів, які як очікується, не повинні випромінювати рентгенівських променів.

"Якщо ми побачимо надлишок рентгенівських променів і там, наші аргументи стануть досить переконливими", — зазначив провідний автор дослідження Бенджамін Сафді.

Варто підкреслити, що на думку астрофізиків, аксіон є основною складовою темної матерії, яка досі залишається поза здогадками вчених.