Зареєстровані незрозумілі сигнали від нейтронних зірок

Вчені-астрономи виявили деякі великі дивацтва в сигналі, випромінюваному групою нейтронних зірок, в яких, на їхню думку, містяться тонкі натяки на можливість існування гіпотетичних «примарних» частинок, що мають безпосереднє відношення до темної матерії. Надлишок високоенергетичного рентгенівського випромінювання вказує на існування аксионів, пошуки яких вже ведуться досить довго, і виявлення яких дозволить вирішити відразу кілька фундаментальних загадок з області фізики.

Нагадаємо нашим читачам, що нейтронні зірки є залишками масивних зірок, що завершили свій життєвий цикл вибухом наднової. Вони є надзвичайно щільними ядрами покійних зірок, вони володіють сильними магнітними полями, вони можуть обертатися і випромінювати в простір найпотужніші потоки випромінювання в різних діапазонах.

У космосі існує скупчення нейтронних зірок, іменоване «Чудової сімкою» (Magnificent Seven). Виходячи з параметрів зірок цього скупчення, вчені очікували, що вони будуть робити багато ультрафіолетового світла і низькоенергетичного рентгена. Але кілька років тому було виявлено, що нейтронні зірки цього скупчення випромінюють досить потужний потік високоенергетичного рентгена, що не може бути пояснено з точки зору сучасних теорій і моделей.

Заглибившись у вивчення феномена, вчені висунули досить інтригуюче пояснення — причиною виникнення дивного сигналу можуть бути Аксион. Існування цих гіпотетичних частинок було обгрунтовано теоретично в 1977 році для вирішення однієї складної космологічної загадки. Ця загадка, якщо говорити простою мовою, полягає в пошуку відповіді на питання, чому нейтрони не взаємодіють з електричними полями? Пізніше Аксион були удостоєні звання одних з головних частинок-кандидатів темної матерії, таємничої субстанції, кількість якої, за припущеннями, в п’ять разів перевищує кількість звичайної матерії.

Якщо Аксион існують насправді, вони повинні мати вкрай малу масу і дуже рідко взаємодіяти з частками звичайної матерії. Завдяки таким властивостям, Аксион здатні безперешкодно проходити крізь скупчення матерії рівня зірок і планет, чому вони і отримали прізвисько «примарних» частинок. Однак, єдиний спосіб, який дозволить визначити присутність аксионів, заснований на взаємодії цих частинок з сильними магнітними полями, подібними полях нейтронних зірок-магнетарів.

Вчені вважають, що Аксион можуть формуватися у величезних кількостях в центральних областях нейтронних зірок і поширюватися назовні, де, виходячи за межі зірки, вони перетворюються в фотони під впливом магнітного поля. Так, як в аксионів укладено досить велика кількість енергії, то отримані з них фотони будуть перебувати в діапазоні високоенергетичного рентгена, що і спостерігалося в районі нейтронних зірок скупчення «Чудової сімки».

«Поки ми не стверджуємо, що ми відкрили Аксион, але ми говоримо про те, що зайві рентгенівські фотони можуть вказувати на ці гіпотетичні частинки» — пишуть дослідники, — «І самим захоплюючим є те, що всі бачимо нами повністю вкладається в рамки існуючих теорій «. Цікавим є той факт, що астрономи вже використовували подібну інтерпретацію теорії про Аксион і безуспішно намагалися знайти ці частки шляхом пошуків відповідних сигналів від нейтронних зірок і рентгенівських аномалій в скупченнях галактик.

Як уже згадувалося вище, якщо Аксион існують насправді, вони можуть стати не тільки поясненням темної матерії, але і ряду інших фундаментальних питань, включаючи теорію суперструн і невідповідність кількості матерії і антиматерії у Всесвіті. Однак, якщо спостерігаються вченими надлишки рентгенівського випромінювання не будуть пояснені з точки зору існування аксионів, виникне ряд нових питань, деякі з яких вийдуть за межі існуючої Стандартної моделі фізики елементарних частинок, натякаючи на існування «абсолютно іншій галузі фізики».

І для того, щоб спробувати розставити всі крапки над «i», вчені займуться дослідженнями білих карликових зірок, природа яких кардинально відрізняється від природи нейтронних зірок, і в випромінюванні від яких взагалі не повинно міститися високоенергетичного рентгена. Джерело