Нейтронные звезды могут быть окутаны облаками из аксионов
В крупных облаках вокруг нейтронных звезд могут формироваться крайне легкие частицы — аксионы, выяснили астрофизики. Это может приблизить ученых к разгадке загадочной природы темной материи. Несмотря на то, что аксионы ранее никогда не наблюдались напрямую, новое исследование показывает, что сделать это на самом деле не так сложно.
Аксион — это гипотетическая частица, существование которой пока не доказано. Предполагается, что обнаружить ее нелегко, поскольку она чрезвычайно легкая. Ученые считают, что аксион может объяснить темную материю — самую большую загадку современной физики.
Предполагается, что аксионы могут преобразовываться в фотоны — частицы света — и возвращаться в исходному состоянию под влиянием электрических и магнитных полей. Свет — это то, что мы можем наблюдать, но сила взаимодействия между аксионами и фотонами, вероятно, крайне слабая, а значит, и количество излучения аксионов также будет небольшим.
Это заставило астрофизиков обратить внимание на нейтронные звезды — самые плотные из известных космических объектов. Они имеют массу, сопоставимую с солнечной, но при этом их размер составляет всего лишь от 12 до 15 км. Подобные экстремальные показатели плотности формируют не менее суровые условия, в том числе колоссальные магнитные поля, в миллиарды раз превосходящие по силе те, что мы наблюдаем на Земле. Если аксионы действительно существуют, то эти магнитные поля позволяют нейтронным звездам производить частицы вблизи своей поверхности в больших количествах.
В предыдущем исследовании группа физиков из университетов Амстердама, Принстона и Оксфорда уделила внимание аксионам, которые покидают звезду после своего образования. На этот раз они рассмотрели частицы, которые попадают под действие гравитации нейтронной звезды. Исследователи изучили процесс образования таких облаков из аксионов, а также их последующее развитие.
Они предположили, что аксионные облака должны формироваться вокруг всех нейтронных звезд или большинства из них, а также должны быть весьма плотными. В таком случае для изучения взаимодействия между аксионами и фотонами можно отслеживать постоянное излучение нейтронной звезды или наблюдать разовую вспышку, которую такое небесное тело испускает в конце жизни. Новое открытие позволяет ученым понять, где искать признаки возможного существования аксионов, и, как следствие, темной материи.
Ранее исследователи из США выяснили, что во время ударов молний в атмосфере Земли могут образовываться высокоэнергетические частицы, получившие название «электроны-убийцы». Они способны проникать сквозь металлические поверхности и наносить вред электронным компонентам на борту космических аппаратов, а также вызывать серьезные заболевания у людей.
