RW Space

В октябре 2022 года ученые обнаружили взрывную смерть звезды на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от нас, которая была ярче, чем когда-либо зарегистрированная.

Когда ядро ​​звезды коллапсировало в черную дыру, гамма- Лучевой всплеск, испускаемый звездой – событие под названием GRB 221009A – вспыхнул с энергией до 18 тераэлектронвольт. Гамма-всплески уже являются самыми яркими взрывами, которые может произвести наша Вселенная; но GRB 221009A стал абсолютным рекордсменом, за что получил прозвище «ЛОДКА» — самый яркий на все времена.

Однако, по мнению группы астрофизиков под руководством Джорджио Галанти из Национального института астрофизики (INAF) в Италии, с этой картиной что-то не так. Основываясь на новейших моделях Вселенной, мы не сможем увидеть фотоны мощностью более 10 тераэлектронвольт в данных Большой высотной обсерватории воздушных потоков (LHAASO), которая сделала это обнаружение.

На расстоянии 2,4 миллиарда световых лет фотоны с энергией выше 10 тераэлектронвольт должны сильно поглощаться взаимодействиями с другими очень мощными фотонами в слабом свете между галактиками, так называемом внегалактическом фоновом свете.

И что теперь? Что ж, весь этот беспорядок просто исчезнет, ​​если в смесь войдут аксионоподобные частицы — один из главных кандидатов на роль загадочной темной материи, составляющей большую часть массы Вселенной, как предсказывает теория струн.

Недавний анализ был представлен на 58-й конференции Rencontres de Moriond в марте 2024 года и теперь доступен на сервере препринтов. arXiv.

«Мы… показываем, что вопрос решается, если ввести взаимодействие фотонов с аксион- как частицы (ALP)», — пишет команда в своей статье.

»ALP предсказываются теорией струн , входят в число являются лучшими кандидатами на роль темной материи и могут вызывать спектральные и поляризационные эффекты на астрофизических источниках в присутствии внешних магнитных полей.

«В частности, для GRB 221009A колебания фотоно-аксионоподобных частиц происходят внутри скрещенных намагниченных сред, т.е. родительской галактики, внегалактического пространства, Млечного Пути, частично уменьшая внегалактический фон поглощение света до уровня, который объясняет обнаружение LHAASO GRB 221009A и его наблюдаемый спектр.»

Темная материя — один из самых больших вопросов, которые у нас возникают о Вселенной. Как только мы примем во внимание всю нормальную материю – звезды, газ, черные дыры, галактики, камни, пыль – все, что мы можем непосредственно обнаружить, – останется слишком много гравитации. Что бы ни создавало эту гравитацию, ее гораздо больше, чем обычной материи. Примерно 85 процентов массы Вселенной составляет темная материя.

Мы не знаем, что темная материя есть, но возможных кандидатов много. Аксионы являются ведущим соперником. Считается, что эти гипотетические частицы ведут себя немного похоже на нейтрино, поскольку они мало взаимодействуют с обычной материей, что затрудняет их обнаружение. Однако, по прогнозам, они будут вести себя так же, как темная материя, поэтому астрофизики стремятся найти доказательства их существования.

Галанти и его коллеги ранее уже находили доказательства существования аксионоподобных частиц в свете далеких блазаров. – чрезвычайно активные галактики, сверкающие светом. Но самый яркий когда-либо наблюдавшийся гамма-взрыв представлял собой новую лабораторию для поиска аксионов.

По данным Согласно недавней модели внегалактического фонового света, высокоэнергетические гамма-фотоны, путешествующие на большие расстояния, должны взаимодействовать с фоновым светом настолько сильно, что он не может достичь нас. По расчетам исследователей, взаимодействия между фотонами и аксионами должны сделать межгалактическое пространство более прозрачным для света высоких энергий.

Потребуется еще много работы, прежде чем оно будет подтверждено, тем более, что некоторые другие поиски ничего не дали. Но у нас есть и другие места для поиска; в частности, нейтронные звезды могут выбрасывать аксионы с бешеной скоростью.

Мы еще добьемся успеха .

Исследование команды доступно на arXiv.