Найближча до Землі зірка може виробляти частинки темної матерії

Ось уже кілька десятиліть вчені намагаютьсязрозуміти природу темної матерії - гіпотетичної субстанції, яка відповідальна за структуру Всесвіту але не піддається прямому спостереженню, так як не вступає в електромагнітне взаємодія. Вважається, що темна матерія складає 85% всієї матерії в спостережуваному Всесвіті, ось тільки виміряти її можна лише побічно. Нещодавно фізики з університету Чикаго розробили пристрої, здатні виявити слабкі сигнали від субатомних частинок, в тому числі «Аксион» - частинок масою в одну мільйонну або мільярдну електрона, які можуть входити до складу темної матерії. Дослідники вважають, що їх винахід значно прискорить пошуки цієї таємничої субстанції, але є й інші способи. Так, вчені з Массачусетського технологічного інституту (MIT) звернули увагу на найближчу до нашої планети зірку - Бетельгейзе. Вони припускають, що в ядрі розпеченого червоного надгіганта може перебувати справжнісінька «фабрика аксионів». І якщо ці гіпотетичні частинки дійсно утворюються в настільки екстремальному середовищі, вони повинні бути здатні вирватися назовні і полинути в великій кількості до Землі.

Наочна ілюстрація таємничого затемнення Бетельгейзе (Фото: NASA). Автори нового дослідження вважають, що розпечене ядро ​​зірки може виявитися справжнісінькою «фабрикою аксионів».

Частинки темної матерії

Вперше існування аксионів було передбачене в1977 році, але велика увага ці субатомні частинки залучили в останні десятиліття. Сьогодні вони є популярним способом пояснити існування темної матерії. Цікаво, що властивості аксионів погано визначені, відомо лише, що вони практично не взаємодіють зі звичайною матерією і мають масу. Незважаючи на те, що доказів існування аксионів на сьогоднішній день виявлено не було, їх пошуком займаються відразу кілька незалежних дослідницьких команд.

Необхідно також відзначити, що крім аксионів,існує безліч непрямих способів, що дозволяють визначити існування темної матерії: від ефектів прихованої маси (їх просто пояснити за допомогою існування у Всесвіті великих обсягів невипромінюючі речовини), до особливостей в даних зі спостереження за реліктовим мікрохвильовим випромінюванням.

Згідно провідною космологічної теорії, приблизно85% маси Всесвіту складається з матеріалу, який вчені не можуть безпосередньо спостерігати. Ця гіпотетична матерія, сьогодні відома всьому світу як таємнича темна матерія, не випромінює ні світла, ні енергії.

Щоб завжди бути в курсі останніх новин зі світу наукових відкриттів і високих технологій, підписуйтесь на наш новинний канал в Telegram!

Серце Бетельгейзе - фабрика аксионів

Згідно з результатами дослідження, результати якого були представлені в ході зустрічі American Physical Society's April meeting, фотони і Аксион практично не взаємодіють - в три рази менше, ніж вважалося раніше.В ході дослідження для пошуку рентгенівської сигнатури, що виходить від Бетельгейзе, був використаний космічний ядерний спектроскопічний телескоп NASA (NuSTAR).

«Термоядерного ядро ​​зірки - гарне місце длявиявлення великої кількості як фотонів, так і магнетизму, і Бетельгейзе, маса якої в 20 разів перевищує масу Сонця, цілком може бути «тим, що ми називаємо фабрикою аксионів», - зазначив провідний автор дослідження Мен Цзяо Сяо в інтерв'ю Live Science.

Бетельгейзе - яскраво-червона точка в сузір'їОріона є добре вивченою зіркою. З космологічної точки зору цей червоний надгігант знаходиться досить близько до Землі, розташувавшись від неї всього в 520 світлових роках. У минулому році Бетельгейзе потрапила в заголовки світових ЗМІ коли почала тьмяніти. Ця подія викликала переполох, так як деякі дослідники припускали, що в недалекому майбутньому наша зоряна сусідка перетвориться на наднову.

Атмосфера Бетельгейзе виглядає так. Фото NASA, ESA

Оскільки Бетельгейзе зірка гаряча і велика,її ядро ​​може бути ідеальним місцем для пошуку Аксион, які можуть мати, можливо, мільйонну або навіть мільярдну масу електрона. Існує також невелика ймовірність того, що фотони або легкі частинки можуть перетворюватися в Аксион в присутності сильного магнітного поля. «Взаємодіючи з природним магнітним полем галактики Чумацький Шлях, ці Аксион можуть бути перетворені назад в фотони в рентгенівської частини електромагнітного спектра», - зазначає Сяо.

Читайте також: Фізики винайшли спосіб виявити темну матерію

Так як Бетельгейзе знаходиться на тій стадії своєїеволюції, коли не випромінює багато рентгенівського світла, будь виходить від неї випромінювання може вказувати на присутність аксионів. Але навіть якщо б дослідники побачили несподівані рентгенівські промені, які виходять від зірки, це не обов'язково означало б, що Аксион реальні. Багато вчених відзначають, що їм все одно доведеться виключити багато пояснень сигналу, не пов'язані з темною матерією, перш ніж мова піде про відкриття нових субатомних частинок.