Американские астрофизики из Калифорнийского университета в Беркли назвали способ обнаружения темной материи, который позволил бы положить конец поискам этого таинственного вещества. Исследование опубликовано в научном журнале Physical Review Letters (PRL).
Природа темной материи ускользала от астрономов в течение 90 лет, с тех пор как стало ясно, что 85% материи во Вселенной не видны в существующие телескопы. Наиболее вероятным кандидатом на темную материю сегодня считается аксион, гипотетическая легкая частица, которая пока не была найдена.
В новом исследовании команда пришла к выводу, что аксионы могут быть найдены при взрыве близкой к Земле сверхновой.
Аксионы, если они существуют, будут производиться в больших количествах в течение первых 10 секунд после коллапса ядра массивной звезды. Эти частицы должны преобразоваться в мощные гамма-лучи.
Сегодня такое событие может обнаружить единственный орбитальный гамма-телескоп «Ферми». Учитывая поле зрения устройства, шанс засечь взрыв сверхновой составляет около 10%.
Тем не менее единичное обнаружение гамма-лучей позволило бы точно определить массу аксиона в огромном диапазоне теоретических масс.
Однако отсутствие обнаружения исключило бы большой диапазон потенциальных масс для аксиона и сделало бы большинство текущих поисков темной материи неактуальными.
Проблема в том, что для того, чтобы гамма-лучи были достаточно яркими для обнаружения, сверхновая должна быть поблизости — в пределах нашей галактики Млечный Путь или одной из ее галактик-спутников — а близлежащие звезды взрываются в среднем только каждые несколько десятилетий.
Последняя близлежащая сверхновая вспыхнула в 1987 году в Большом Магеллановом Облаке, одном из спутников Млечного Пути. В то время ныне неработающий гамма-телескоп Solar Maximum Mission был направлен в сторону сверхновой, но он оказался недостаточно чувствителен, чтобы обнаружить прогнозируемую интенсивность гамма-лучей, согласно анализу команды из Беркли.
Ранее ученые подтвердили теорию относительности Эйнштейна в космологических масштабах.