Найяскравіший космічний вибух в історії приховує частинку темної матерії: що з'ясували вчені.

У жовтні 2022 року астрономи виявили найпотужніший космічний вибух в історії. Було зафіксовано найяскравіший гамма-всплеск, тобто викид гамма-випромінювання, серед усіх відомих подібних подій. Пізніше астрономи з'ясували, що гамма-всплеск під назвою GRB 221009A виник внаслідок вибуху наднової на відстані 2,4 млрд світлових років від нас. Автори нового дослідження, опублікованого на сервері препринтів arXiv, вважають, що надзвичайно яскраве гамма-випромінювання вдалося побачити завдяки його взаємодії з неуловимими частинками темної матерії – аксіонами, пише ScienceAlert.

Коли масивна зірка померла і вибухнула надновою, з'явилася найяскравіша серед усіх відомих спалахів гамма-випромінювання. Це був рекордний космічний вибух, адже гамма-всплеск GRB 221009A вибухнув з енергією до 18 тераелектронвольт. Але астрономи не можуть виявити фотони такого випромінювання з енергією вище 10 тераелектронвольт, кажуть автори дослідження.

Враховуючи величезну відстань у 2,4 млрд світлових років, фотони гамма-випромінювання з такою великою енергією повинні були бути поглиненими під час взаємодій з іншими дуже потужними фотонами у позагалактичному фоні, який існує між галактиками.

Автори дослідження вважають, що виявлення такого потужного спалаху світла стало можливим завдяки наявності часток, відомих як аксіони, які є основними кандидатами на роль темної матерії. Вчені вважають, що найяскравіший гамма-всплеск став видимим завдяки взаємодії фотонів цього випромінювання з аксіонами в присутності зовнішніх магнітних полів.

Темна матерія досі залишається однією з найбільших загадок Всесвіту. Якщо взяти всі видимі об'єкти з масою у Всесвіті, то вони створюють лише невелику частину всієї гравітації. Решту гравітації, як вважають вчені, створює невидима темна матерія, яка складає приблизно 85% маси Всесвіту.

Зараз багато вчених вважають, що темна матерія складається з гіпотетичних часток аксіонів. Теорії припускають, що ці частки поводяться трохи як нейтрино, тобто вони погано взаємодіють з звичайною матерією. Нейтрино можуть проходити через практично будь-який об'єкт у Всесвіті.

Автори дослідження стверджують, що найяскравіший космічний вибух в історії є чудовою лабораторією для виявлення аксіонів. Високоенергетичні гамма-фотони, що проходять через великі відстані, повинні взаємодіяти з позагалактичним фоновим світлом настільки сильно, що це не дозволяє цим фотонам досягти Землі. Але розрахунки вчених показують, що взаємодія між фотонами та аксіонами повинна зробити міжгалактичний простір більш прозорим для високоенергетичного світла. Тому вчені вважають, що виявлення фотонів з енергією до 18 тераелектронвольт є непрямим доказом існування аксіонів.

Висновки цього дослідження ще потребують підтвердження, і вчені мають намір продовжити свою роботу в цьому напрямку.