Астрофизики: в космосе могут существовать невидимые аксионные звезды из темной материи
Согласно расчетам астрофизиков, во Вселенной могут быть крайне нестабильные и взрывоопасные «аксионные звезды». Их обнаружение может помочь ученым, наконец, пролить свет на самое загадочное вещество Вселенной: темную материю, пишет Space.com. Исследование аксионных звезд было опубликовано в серии статей в журнале Physical Review D.
Несмотря на то, что темная материя составляет около 85% массы Вселенной, она остается практически невидимой, поскольку не взаимодействует со светом. Это также означает, что она не может состоять из таких частиц, как электроны и протоны, которые собираются вместе в атомы, образуя звезды, планеты, луны и всю видимую материю.
Это побудило ученых искать частицы, которые могли бы объяснить темную материю. Одними из главных «подозреваемых» являются аксионы — частицы легкой массы, пока разработанные лишь теоретически, но фактически пока так и не обнаруженные. Новое исследование предполагает, что аксионы можно найти, если искать области, в которых эти частицы могли скапливаться. Потенциально такие сгустки могли бы образовать аксионные звезды.
«Мы обнаружили, что если бы аксионы собрались в плотные комки, они обладали бы способностью излучать тепло, как сверхновые и обычные звезды. Обладая этими знаниями, мы с гораздо большей уверенностью знаем, куда направить наши инструменты, чтобы их найти», — сказал Малкольм Фэйрберн, один из авторов исследования, профессор Королевского колледжа Лондона.
Темная материя взаимодействует с одной из четырех других фундаментальных сил Вселенной — гравитацией. Если темная материя состоит из аксионов, эти частицы малой массы должны существовать в большом количестве, чтобы объяснить наблюдаемые гравитационные эффекты в галактиках и скоплениях галактик. Это также означало бы, что существуют области, в которых аксионы упакованы плотно. Аксионы в этом случае должны начать действовать в соответствии с законами квантовой физики — образовывать звезды.
Однако эти аксионные звезды не будут долгоживущими. Если бы они существовали, стали бы нестабильными после определенной массы, что привело бы к взрыву и выбросу радиации. Авторы считают, что это излучение могло нагреть газ, который существовал между созданием первых атомов и образованием первых звезд, примерно через 50–500 миллионов лет после Большого взрыва. Взрывы аксионных звезд в ранней Вселенной могли оставить отпечатки в реликтовом излучении, оставшемся с того времени и до сих пор пронизывающем космос. Таким образом, поиск этой сигнатуры может подтвердить аксионную природу темной материи.
