И все-таки она светится. Ученые выяснили, как обнаружить неуловимую темную материю

Фото: Inverse

Ученые до сих пор пытаются выяснить из чего же состоит загадочная темная материя. Есть предположения, что она может состоять из частиц, называемых аксионами. Ученые, опубликовавшие новое исследование в издании Physical Review Letters, считают, что если неуловимая темная материя состоит из аксионов, то ее можно обнаружить благодаря легкому дополнительному свечению, которое исходит от пульсаров, пишет Phys.

Только 15% всей материи во Вселенной – это обычная материя, все остальное – это темная материя. Ее до сих пор не смогли обнаружить напрямую и на ее существование указывает только гравитационное влияние этой материи на разные астрономические объекты. Ученые считают, что темная материя точно состоит из других, неизвестных частиц, чем обычная материя. Эти частицы вступают в очень слабое взаимодействие с известными частицами, поэтому их пока и не обнаружили. Одним из кандидатов на частицу, составляющую темную материю, является аксион.

Несмотря на то, что акисоны никогда не находили, все же несколько теорий элементарных частиц, предсказывают, что они могут существовать. Если теории, предсказывающие существование аксионов, верны, то считается, что некоторые из акисонов могут превращаться в свет в присутствии сильных электромагнитных полей. То есть, если есть свет, значит можно обнаружить темную материю.

Где во Вселенной возникают самые сильные из известных электромагнитных полей? Ответ прост: вокруг быстро вращающихся нейтронных звезд, которые называются пульсарами. Пульсары имеют диаметр примерно 10 км, н опри этом их масса почти такая же, как и у Солнца. Во время очень быстрого вращения эти звезды как бы пульсируют, выпуская постоянно потоки излучения.

Огромное вращение пульсара превращает нейтронную звезду в чрезвычайно сильный электромагнит. Авторы исследования предположили, что именно пульсары могут выпускать аксионы. Из-за сильного электромагнитного поля вокруг пульсара часть этих аксионов могла бы превратиться в видимый свет. То есть, если аксионы вообще существуют, то можно их обнаружить с помощью дополнительного слабого свечения, исходящего от гипотетических частиц темной материи.

По словам ученых, свет, который излучают аксионы, можно обнаружить в виде радиоволн, и он будет составлять лишь небольшую часть общего света, выпускаемого пульсарами.

Ученые создали теоретическую основу того, как образуются аксионы, как они преодолевают гравитацию пульсара и как преобразуются в радиоизлучение.После этого ученые создали моделирование образования аксионов вокруг пульсаров. Результаты показывают, что свет аксионов можно отличить от излучения пульсаров.

Ирина Скиба / Skibair
Журналист ATinform