Спостереження найяскравішого в історії викиду гамма-випромінювання у 2022 році стало можливим завдяки взаємодії гамма-фотонів із гіпотетичними частинками темної матерії — аксіонами. На це вказало порівняння спостережень обсерваторії LHAASO із моделями поширення гамма-фотонів у міжгалактичному просторі. Якщо згодом гіпотеза про аксіони підтвердиться, це стане важливим кроком у розумінні структури космосу та взаємодії темної матерії зі звичайною. Дослідження опублікували на сайті arXiv.
Як науковці пояснили яскравість гамма-сплеску?
Гамма-спалах GRB 221009A виник на відстані 2,4 мільярда світлових років внаслідок вибуху масивної зірки, яка перетворилася на наднову. Енергія спалаху досягла 18 тераелектронвольт, що робить його найпотужнішим космічним вибухом, зареєстрованим на сьогодні. Однак за такої енергії гамма-фотони, згідно з теоретичними розрахунками, мали бути поглиненими позагалактичним фоновим світлом на шляху до Землі.
Науковці припустили, що гамма-фотони GRB 221009A перетворювалися в частинки темної матерії аксіони, які надзвичайно слабко взаємодіють зі звичайною матерією, й назад під впливом зовнішніх магнітних полів. Цей процес знижує ймовірність поглинання високоенергетичних фотонів і робить міжгалактичний простір більш прозорим. Як наслідок, ці фотони змогли досягти Землі, що й пояснює їхнє спостереження.
Спостереження гамма-фотонів із надзвичайно високою енергією відкриває нові можливості для пошуку аксіонів, а також для перевірки теорій, пов’язаних із природою темної матерії. Результати дослідження підкреслюють важливість спостережень високоенергетичних космічних явищ для сучасної астрофізики та дозволяють глибше зрозуміти будову Всесвіту.
Як шукають темну матерію
🕸 Гравітаційний вплив темної матерії астрофізики виявили у космічному павутинні, тобто волокнах, вздовж яких розташована речовина зір, галактик і міжгалактичного простору.
🌌 Астрономи зафіксували руйнування галактики внаслідок зіткнення з іншою. Головною причиною цього назвали нестачу в галактиці темної матерії.
🛰 Детальніше про пошуки темної матерії за допомогою телескопа «Евклід», який вивчатиме розподіл матерії в галактиках і їх рух, ми розповідали в матеріалі «Евклід у викривленому Всесвіті».