Пошук темної матерії може закінчитися вже завтра: потрібен космічний вибух і трохи удачі.

Пошук темної матерії може завершитися вже завтра, якщо відносно недалеко від Землі станеться вибух масивної зірки у вигляді наднової, і вченим пощастить зібрати необхідні дані за дуже короткий час. Темна матерія складає 85% усієї матерії у Всесвіті і вважається, що вона складається з легких частинок, званих аксіонами. Автори нового дослідження, опублікованого в журналі Physical Review Letters, вважають, що аксіони можна виявити протягом кількох секунд після виявлення гамма-випромінювання, що виходить від вибуху наднової, пише Phys.

Наразі найкращим кандидатом на роль темної матерії є дуже легкі частинки, звані аксіонами. Водночас астрофізики вважають, що темна матерія може складатися з такої різновиди цих частинок, як аксіони КХД. Свою назву вони отримали на честь теорії квантової хромодинаміки, яка найкраще описує одну з головних сил Всесвіту – сильну взаємодію. Теоретично аксіони КХД взаємодіють з нормальною матерією з таких сил Всесвіту, як гравітація, електромагнетизм та сильна взаємодія.

Вважається, що аксіон КХД у сильному магнітному полі перетворюється на електромагнітну хвилю або фотон, по суті, на випромінювання. Найсильніші магнітні поля у Всесвіті мають нейтронні зірки, які є залишками масивних звичайних зірок, що вибухнули внаслідок наднової.

Моделювання астрофізиків показує, що якщо аксіони існують, то вони створюються у великій кількості протягом перших 10 секунд перетворення масивної зірки на нейтронну зірку. Аксіони перетворюються на гамма-випромінювання в сильному магнітному полі зірки.

Вчені вважають, що якщо виявити це гамма-випромінювання, яке виникає після вибуху наднової, то можна знайти не лише самі аксіони, але й визначити їх точну масу. Таким чином, пошуки темної матерії завершаться.

Але проблема полягає в тому, що вибух наднової має статися в межах Чумацького Шляху або ж однієї з галактик-супутників нашої галактики. У цьому випадку гамма-випромінювання буде достатньо яскравим, щоб його зафіксував космічний гамма-телескоп.

При цьому такі наднові виникають в середньому лише раз у кілька десятиліть. Тому вчені стурбовані тим, що, коли вибухне очікувана наднова, ще не буде створено необхідного для виявлення гамма-випромінювання телескопа для частинок темної матерії. Така наднова може вибухнути і завтра, і якщо її не вдасться ретельно вивчити, то наступна така можливість може виникнути лише через 50 років.

Але водночас вчені вважають, що шанс на виявлення частинок темної матерії, хоч і маленький, має існуючий космічний гамма-телескоп Fermi.