Има много косвени индикации за съществуването на тъмна материя, но въпреки всички търсения през последните десетилетия, нито една кандидат частица тъмна материя не е открита. И въпреки това се мисли много за това и се измислят начини за откриване на загадъчната невидима частица. Един от последните клони на дървото на хипотезите за тъмната материя е този на тъмните звезди.
Това ще нса звезди, които не се състоят от обикновена материя, като елементи с протони, неутрони и електрони, а от определен тип тъмна материя. Както вече знаем, тъмната материя реагира само на гравитацията, една от четирите природни сили, които познаваме, при това - най-слабата.
Концепция на това как експлодираща аксионна звезда може да йонизира водорода в своята среда. Кредит: Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.043018
Има теория, че тъмната материя се състои от "слабо взаимодействащи масивни частици" (WIMPS), но е известно на по-теоретични основания, че те не могат да се групират в малки звездоподобни обекти – най-много те могат да образуват огромни ореоли около галактиките. Но друга хипотетична частица от тъмната материя, аксионът, много лека частица, за която се смяташе, че обяснява някои явления през 70-те години. Аксионите са бозони, тоест частици с цяло число спин (за разлика от фермионите като протони, неутрони и електрони, които имат половин цяло число) и следователно могат да се уплътнят неограничен брой от тях в малък обем.
Кредит: Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.043019
Сега изчисленията показват, че ако аксионите наистина са опаковани заедно в малък обем, те могат да се държат като така наречения кондензат на Бозе-Айнщайн и след това заедно могат да се държат като вълна, следвайки законите на квантовата механика. По този начин компресираните аксиони биха могли да образуват "солитон", облак от енергия, който може да се движи, без да променя формата си – вихрите, които срещаме във водата, са донякъде подобни. Солитоните могат да прераснат в обект с размерите на звезда или дори по-голям.
Но също така се оказва, че не са стабилни, при определена критична маса могат да експлодират (вижте изображението по-горе). Това, което се получава в този случай, не е свръхнова, а бозонова. Твърди се, че те имат определени свойства, като специфични радиоизлъчвания, които ги отличават от класическите свръхнови. Експлодиращите "аксионни звезди" биха йонизирали околния водород, генерирайки 21 cm радиоизлъчвания, които биха могли да се наблюдават.
Бъдещите телескопи като радиотелескопа Square Kilometer Array (SKA) в Южна Африка и Австралия трябва да могат да открият това разграничение, разказват изследователите.
>
Впечатление от SKA. Кредит: SKAO.
Справка:
- Miguel Escudero et al, Axion star explosions: A new source for axion indirect detection, Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.043018
- Xiaolong Du et al, Soliton merger rates and enhanced axion dark matter decay, Physical Review D (2024). DOI: 10.1103/PhysRevD.109.043019
Източник: New research suggests explosive 'axion stars' could pinpoint where and what dark matter is, King's College London
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари