І все-таки вона світиться. Учені з'ясували, як виявити невловиму темну матерію

Учені досі намагаються з'ясувати, з чого ж складається загадкова темна матерія. Є припущення, що вона може складатися з частинок, званих аксіонами. Вчені, які опублікували нове дослідження у виданні Physical Review Letters, вважають, що якщо невловима темна матерія складається з аксіонів, то її можна виявити завдяки легкому додатковому світінню, яке виходить від пульсарів, пише Phys.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Тільки 15% всієї матерії у Всесвіті — це звичайна матерія, все інше — це темна матерія. Її досі не змогли виявити напряму і на її існування вказує лише гравітаційний вплив цієї матерії на різні астрономічні об'єкти. Вчені вважають, що темна матерія точно складається з інших, невідомих частинок, ніж звичайна матерія. Ці частинки вступають у дуже слабку взаємодію з відомими частинками, тому їх поки що й не виявили. Одним із кандидатів на частинку, що становить темну матерію, є аксіон.

Незважаючи на те, що аксіони ніколи не знаходили, все ж кілька теорій елементарних частинок передбачають, що вони можуть існувати. Якщо теорії, що пророкують існування аксіонів, вірні, то вважається, що деякі з акісонів можуть перетворюватися на світло в присутності сильних електромагнітних полів. Тобто, якщо є світло, значить можна виявити темну матерію.

Де у Всесвіті виникають найсильніші з відомих електромагнітних полів? Відповідь проста: навколо нейтронних зірок, що швидко обертаються, які називаються пульсарами. Пульсари мають діаметр приблизно 10 км, але водночас їхня маса майже така сама, як і в Сонця. Під час дуже швидкого обертання ці зірки ніби пульсують, випускаючи постійно потоки випромінювання.

Величезне обертання пульсара перетворює нейтронну зірку на надзвичайно сильний електромагніт. Автори дослідження припустили, що саме пульсари можуть випускати аксіони. Через сильне електромагнітне поле навколо пульсара частина цих аксіонів могла б перетворитися на видиме світло. Тобто, якщо аксіони взагалі існують, то можна їх виявити за допомогою додаткового слабкого світіння, що виходить від гіпотетичних частинок темної матерії.

За словами вчених, світло, яке випромінюють аксіони, можна виявити у вигляді радіохвиль, і воно становитиме лише невелику частину загального світла, що випускається пульсарами.

Учені створили теоретичну основу того, як утворюються аксіони, як вони долають гравітацію пульсара і як перетворюються на радіовипромінювання.Після цього вчені створили моделювання утворення аксіонів навколо пульсарів. Результати показують, що світло аксіонів можна відрізнити від випромінювання пульсарів.

Фокус уже писав про те, що згідно з новим дослідженням, темна матерія ховається у всіх на виду і зберігається всередині широко поширеного типу зірок.