Наука
Астрономия
22.12.2020, 17:52

В нейтронных звездах ищут частицы темной материи

Используя два радиотелескопа, астрофизики исследовали сразу несколько нейтронных звезд и попытались найти с их помощью доказательства существования аксионов — гипотетических частиц, которые могут составлять темную материю.
В нейтронных звездах ищут частицы темной материи
Depositphotos

Узнать, что за частицы составляют темную материю, ученым пока так и не удалось. Теперь астрономы попытались найти следы аксионов в нейтронных звездах

Темная материя представляет собой слабо взаимодействующую с обычной материей субстанцию, масса которой составляет примерно 27% от массы Вселенной. Проблема в том, что найти частицы, составляющие эту невидимую материю, ученым до сих пор не удалось. Существует несколько кандидатов на эту «должность» — сверхтяжелые гравитино, стерильные нейтрино, темные фотоны или слабо взаимодействующие массивные частицы (вимпы).

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Каждая из этих гипотетических частиц обладает своими свойствами, которые так или иначе объясняют наблюдаемые явления, обусловленные существованием темной материи. Есть еще одна частица, которая может составлять загадочную субстанцию — аксион. Если аксионы существуют, то они должны быть очень легкими, не иметь электрического заряда и перемещаться по Вселенной в виде волн. Но что делает их наиболее захватывающими, так это то, что в отличие от других кандидатов, аксионы должны иногда взаимодействовать с барионной материей с помощью электромагнитных сил.

Авторы новой работы решили воспользоваться этим свойством аксионов и решили начать их поиск в нейтронных звездах. Физики предсказывали, что при столкновении с сильным электромагнитным полем аксионы иногда спонтанно преобразуются в фотоны — частицы света, которые легко обнаружить. Нейтронные звезды обладают одними из самых мощных магнитных полей среди всех объектов во Вселенной, поэтому поиск аксионов было решено начать именно с них.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Астрофизики проанализировали данные, полученные с двух радиотелескопов. В них содержались точные спектры двух близких к Земле звезд и еще 500 миллионов сигналов от нейтронных звезд, которые находятся ближе к центру Млечного Пути. Ученые проводили поиск на частотах около 1 ГГц, надеясь обнаружить там следы аксионов с массами от 5 до 11 микроэлектронвольт. Однако, никаких сигналов исследователи не нашли. Но ученые не отчаиваются и продолжают поиски аксионов в другом диапазоне масс.