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:

Обнаружена необычная звезда, яркость которой изменяется совершенно случайным образом
Как правило, если космическому телескопу Kepler удавалось заметить звезду, яркость которой периодически падает, это указывало на присутствие экзопланеты, вращающейся вокруг этой звезды. Однако, ученым-астрономам ...
Новая круговая панорама позволит вам взглянуть на космос из центра нашей галактики
Благодаря новой круговой панораме, выпущенной недавно специалистами НАСА, Европейского космического агентства и других научных организаций, мы получили возможность взглянуть на Млечный путь с точки ...
Обнаружен самый медленный пульсар на сегодняшний день
Международная группа ученых-астрономов, работающих в рамках обзора LOFAR Tied-Array All-Sky Survey (LOTAAS), обнаружила новый пульсар, космический объект, излучающий радиоимпульсы через определенные промежутки времени. В ...
Японский космический зонд Hayabusa-2 опустил два «прыгающих» ровера на поверхность астероида Рюгу
В пятницу прошедшей недели космический исследовательский аппарат Hayabusa-2 японского космического агентства JAXA (Japan Aerospace Exploration Agency) осуществил успешный сброс на поверхность астероида Рюгу (Ryugu) ...
Космический телескоп Hubble в поисках редкого вида черных дыр нашел нечто, более примечательное
Буквально на днях представители американского космического агентства НАСА опубликовали информацию о весьма необычном феномене, обнаруженном на бескрайних просторах Вселенной при помощи космического телескопа Hubble. ...
You can skip to the end and leave a response. Pinging is currently not allowed.

Leave a Reply

Яндекс.Метрика