04 март 2021
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Може би са открити следи от тайнствена частица, предсказана преди десетилетия

Далечните неутронни звезди могат да предложат истината за тъмната материя

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 18 януари 2021 в 10:29 41070
Илюстрация на космическия телескоп XMM-Newton (рентгенова мулти-огледална мисия). Изследване на архивни данни от рентгеновите телескопи XMM-Newton и Chandra откри доказателства за високи нива на рентгенови емисии от седем неутронни звезди, които могат да възникнат от хипотетичните частици, известни като аксиони. Кредит: D. Ducros; ESA / XMM-Нютон, CC BY-SA 3.0 IGO

Ново проучване на екип теоретични физици предполага, че невиждани досега частици, наречени аксиони, може да са източник на необясними, високоенергийни рентгенови емисии от група неутронни звезди.

Тези хипотетични елементарни частици в момента са един от най-добрите кандидати за тъмна материя.

За първи път предсказани теоретично през 70-те години на миналия век като част от решение на основен проблем на физиката на частиците, аксионите се очаква да се произвеждат в сърцевината на звездите и да се превръщат в светлинни частици, наречени фотони, в присъствието на силно магнитно поле.

Аксионите могат също и да съставят загадъчната тъмна материя, която представлява приблизително 85% от общата маса на Вселената, но досега сме виждали само нейните гравитационни ефекти върху обикновената материя. Дори ако необяснимият рентгенов излишък се окаже, че не е аксион или тъмна материя, той все пак може да разкрие нова физика.

Екипът, воден от теоретичния физик на лабораторията по физика "Лоурънс Бъркли" Бенджамин Сафди (Benjamin Safdi), установи, че група неутронни звезди, известни като „Великолепната седморка“, представляват обещаващ начин за тестване за присъствието на тези теоретични частици. Тези звезди притежават мощни магнитни полета и са относително наблизо - в рамките на стотици светлинни години. И за тях  се очакваше да произвеждат само ниско-енергийни рентгенови лъчи и ултравиолетова светлина.

Ако неутронните звезди бяха от типа, известен като пулсари, те щяха да имат активна повърхност, излъчваща радиация при различни дължини на вълните. Това излъчване ще се появи в електромагнитния спектър, отбеляза Сафди, и би могло да заглуши този рентгенов подпис, който са открили изследователите, или ще произведе радиочестотни сигнали. Но „Великолепната седморка“ не са пулсари и не е открит такъв радиосигнал. Изглежда, че и други често срещани астрофизични обяснения не обясняват наблюденията, отбелязва Сафди.

Ако рентгеновият излишък, открит около „Великолепната седморка“, се генерира от обект или обекти, скрити зад неутронните звезди, това вероятно би се появило в наборите от данни, които изследователите използват от два космически спътника: XMM-Newton на Европейската космическа агенция и космическата рентгенова обсерватория Chandra на НАСА.

Според Сафди и екипа му все още е напълно възможно да възникне нещо ново, несвързано с аксионите, което да обясни наблюдавания излишък на рентгенови лъчи, въпреки че те продължават да се надяват, че такова обяснение ще лежи извън Стандартния модел на физиката на елементарните частици и тази нова основа - и космическите експерименти ще потвърдят произхода на високоенергийния рентгенов сигнал.

„Ние сме уверени, че този излишък съществува и сме убедени, че има нещо ново в това превишение", обяснява Сафди в изявление. „Ако бяхме на 100% сигурни, че това, което виждаме, е нова частица, това би било революция във физиката".

Дори откритието да се окаже, че не е свързано с нова частица или тъмна материя, той отбелязва: "Това ще ни разкаже много повече за нашата Вселена и ще има много да научим."

Ако аксионите съществуват, от тях се очаква да се държат подобно на неутриното, тъй като и двете частици биха имали много малки маси и ще взаимодействат много рядко и слабо с другата материя. Те могат да бъдат произведени в изобилие във вътрешността на звездите. Незаредените частици, наречени неутрони, се движат в неутронните звезди, като от време на време си взаимодействат една с друга и се разсейват освобождавайки неутрино или евентуално аксион. Процесът на излъчване на неутрино е доминиращият начин, по който неутронните звезди се охлаждат с течение на времето.

Подобно на неутриното, аксионите ще могат да се излъчват от звездата. Невероятно силното магнитно поле, обграждащо звездите на „Великолепната седморка“ - милиарди пъти по-силно от магнитните полета, които могат да се получат на Земята - може да доведе до превръщането на излъчваните аксиони в светлина.

Сафди отбелязва, че следващата стъпка на това изследване са звездите тип бели джуджета, които ще са първокласно място за търсене на аксиони, тъй като те също имат много силни магнитни полета и се очаква да бъдат "среди без рентгенови лъчи".

"Ще бъде доста убедително, че това е нещо извън рамките на Стандартния модел, ако и там видим излишък от рентгенови лъчи", подчертава Сафди.

Справка: Malte Buschmann et al, Axion Emission Can Explain a New Hard X-Ray Excess from Nearby Isolated Neutron Stars, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.126.021102

Източник: X-rays surrounding 'Magnificent 7' may be traces of sought-after particle, Lawrence Berkeley National Laboratory


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.