Хмари загадкових частинок: нейтронні зірки можуть вирішити загадку темної матерії

Ученим давно відомо, що Всесвіт наповнений загадковою масою, відомою як темна матерія, яка взаємодіє зі звичайною матерією тільки за допомогою гравітації. Фізики припускають, що темна матерія складається з гіпотетичних елементарних частинок під назвою аксіони, які мають маленьку масу. Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Physical Review X, вважають, що аксіони можуть перебувати у великих щільних хмарах навколо нейтронних зірок. Хмари аксіонів можна виявити завдяки їхній взаємодії з електромагнітними полями. Таким чином можна виявити темну матерію, яка випромінює світло за допомогою аксіонів, вважають фізики, пише Universe Today.

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

Як і сама темна матерія, так і аксіони ніколи не спостерігалися безпосередньо. Якщо такі частинки існують, то вони повинні мати дуже маленьку масу, що ускладнює їх виявлення. Але аксіони можуть бути тією самою темною матерією, яка становить 85% всієї матерії у Всесвіті.

Хоча темна матерія взаємодіє зі звичайною матерією за допомогою гравітації, це не обов'язково означає, що у неї немає інших взаємодій, які можна виявити. Наприклад, вважається, що аксіони перетворюються на фотони, тобто частинки світла під впливом електричних і магнітних полів, які можна побачити. Але сила взаємодії та кількість створеного світла мають бути дуже малі. Тому аксіони складно побачити, тільки якщо не буде середовища, яке містить масивні хмари аксіонів у дуже сильному електромагнітному полі. Тому фізики припускають, що найщільніші зірки у Всесвіті, нейтронні зірки, що володіють найсильнішими магнітними полями, можуть бути тим самим середовищем.

Учені вважають, що магнітні поля нейтронних зірок, які в мільярди разів сильніші за глобальне магнітне поле Землі, можуть утримувати навколо цих об'єктів хмари аксіонів. Ці частинки, як припускають фізики, у величезній кількості можуть створювати нейтронні зірки.

У рамках минулого дослідження група фізиків вивчила, як аксіони можуть вирватися з нейтронної зірки. При цьому вчені вивчили потенційну кількість створених аксіонів, траєкторії їхнього руху і те, як їхнє перетворення на світло може призвести до виявлення цих частинок.

У рамках нового дослідження фізики вивчили аксіони, які теоретично можуть бути захоплені гравітацією нейтронної зірки. Передбачається, що ці частинки можуть бути пов'язаними з нейтронними зірками протягом мільйонів років. Учені вважають, що величезну хмару аксіонів навколо нейтронної зірки можна побачити в телескопи.

Фізики припускають, що хмари аксіонів утворюються навколо більшості, а може і всіх нейтронних зірок. Хоча хмари аксіонів поки ніхто не виявив, фізики пропонують спосіб, як і де їх шукати.

Якщо виявити ці аксіони біля навколо нейтронних зірок, то це може допомогти розгадати секрет природи темної матерії.

Як уже писав Фокус, вчені вирішили розвінчати найпопулярніші міфи про космос, а також про небесні тіла, які зовсім не такі, якими ми їх уявляли.

Також Фокус писав про те, що вчені з'ясували, на яких планетах можуть жити інопланетяни. На кам'янистих планетах, які обертаються навколо невеликих зірок, може бути стабільна атмосфера, необхідна для підтримки інопланетного життя.