Астрономы тщательно изучили нейтронные звезды с целью поиска сигналов превращающейся в свет темной материи

Нейтронная звезда

Согласно существующей теории, количество темной материи во Вселенной превосходит количество обычной материи приблизительно в пять раз, но, несмотря на такое изобилие, эта таинственная субстанция так и продолжает оставаться неуловимой, несмотря на большое количество попыток ее поисков. Тем не менее, у ученых еще осталось несколько «лазеек», используя которые можно будет убедиться в существовании темной материи, если знать, что, где, как и когда искать. И одной из таких «лазеек» являются нейтронные звезды, в свете от которых могут скрываться сигналы от частиц-кандидатов темной материи, называемых аксионами.

Напомним нашим читателям, что некоторые нестыковки теории и результатов практических наблюдений за большими космическими объектами, такими, как скопления галактик, буквально принудили ученых прийти к заключению, что Вселенная заполнена большим количеством массивных невидимых частиц. Темная материя, состоящая из этих частиц, не взаимодействует с обычной материей, она не испускает и не отражает свет, ее присутствие проявляется только в виде гравитационных эффектов, влияющих на движение звезд, галактик и скоплений галактик.

Поиски частиц темной материи ведутся достаточно давно, Но это достаточно сложная задача, усугубленная тем, что людям еще практически ничего неизвестно о природе «невидимого» вещества. Единственное, что имеется в распоряжении ученых — это ряд теорий и предположений, что темная материя может состоять из большого количества гипотетических частиц различных типов — сверхтяжелых гравитино, стерильных нейтрино, темных фотонов или массивных WIMP-частиц.

Одним из самых многообещающих кандидатов на звание частиц темной материи являются аксионы. Если эти гипотетические частицы существуют, они являются очень и очень легкими, имеют нейтральный электрический заряд и распространяются по просторам Вселенной в виде волн. Но что делает аксионы самыми интересными — это то, что в отличие от других кандидатов, аксионы изредка должны взаимодействовать с обычной материей не только при помощи гравитации, но и другой фундаментальной силы — электромагнетизма.

В экспериментах по обнаружению аксионов, проведенных ранее, использовались электрические и магнитные поля различной силы и конфигурации, плюс некоторые экзотические методы, такие, как анализ движения и вращения специально наэлектризованных нейтронов. Но в новом исследовании, направленном на поиски аксионы, ученые вышли из рамок лабораторий и устремили свой взгляд на звезды.

Одной особенностью аксионов, согласно теории, является то, что при столкновении с сильными магнитными полями эти частицы должны превращаться в фотоны света, частицы, которые достаточно легко детектируются и параметры которых также легко поддаются измерениям. А самые сильные магнитные поля во Вселенной, как нам известно, вырабатываются нейтронными звездами, при этом, сильнейшая гравитация нейтронных звезд должна притягивать к этим звездам достаточно большое количество аксионов. И исследователи предположили, что нейтронные звезды являются идеальной «естественной лабораторией» для поиска случаев превращения аксионов в фотоны.

Превращение аксиона в фотон должно производить всплеск электромагнитного излучения в очень узкой полосе, а частота этого всплеска зависит от массы аксиона. Ученые произвели поиск и анализ данных, собранных ранее двумя радиотелескопами, Robert C. Byrd Green Bank Telescope в США и Effelsberg 100-m Telescope в Германии, которые в свое время вели наблюдения за двумя самыми близкими к нам нейтронными звездами.

Исследователи уделили особое внимание радиоволнам на частотах около 1 ГГц, в диапазоне которых, как ожидается, должны находиться всплески, порождаемые аксионами с массой от 5 до 11 микроэлектронвольт. К сожалению, ученым не удалось обнаружить никаких сигналов, характерных для процесса превращения аксионов в фотоны.

Как говорится, отрицательные результаты в науке — это далеко не провал. Эти результаты позволят исключить аксионы с указанной выше массой из списка дальнейших поисков, что, во-первых, сузит диапазон будущих поисков, а во-вторых, позволит ученым сконцентрировать внимание на других частицах-кандидатах. И все это когда-нибудь должно привести нас к обнаружению ответов сразу на несколько вопросов из области фундаментальной физики.

Share Button

Материалы по теме:

Британская компания Orbex представляет самый большой в мире реактивный двигатель, изготовленный при помощи трехмерной печати
Молодая британская космическая компания Orbex впервые продемонстрировала свое творение - вторую ступень ракеты Prime Rocket, предназначенной для вывода на околоземную орбиту небольших грузов. Эта ...
Уникальная туманность, внутри которой две звезды вращаются вокруг третьей
То, что вы видите немного выше, является снимком, сделанным телескопом Very Large Telescope (VLT), находящимся в Чили. И на этом снимке вы можете увидеть ...
Компания Planetary Resources успешно запустила прототип спутника-разведчика астероидов Arkyd-6
Нашим современникам, скорее всего, не доведется увидеть время, когда человечество начнет добывать полезные ископаемые и прочие ресурсы на астероидах и других космических телах. Но ...
Лондонский аэропорт станет первым, который получит цифровую диспетчерскую «башню», находящуюся на удалении 130 километров
Для людей, которые часто совершают авиаперелеты, стал уже привычным вид высокой контрольно-диспетчерской башни, которая обычно торчит в самой середине каждого крупного аэропорта. Внутри этой ...
Телескоп VLT обнаружил огромную черную дыру, в «паутину» которой поймано сразу несколько галактик
Астрономы Европейской Южной обсерватории (ESO) при помощи находящегося в их распоряжении телескопа VLT (Very Large Telescope) обнаружили в далеких глубинах космического пространства что-то чрезвычайно ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика