Вспышка сверхновой может положить конец поискам темной материи
Длящиеся уже десятки лет поиски темной материи могут вскоре завершиться — уверена команда астрофизиков. Правда, для этого должны исполниться два условия. Первое: невидимая субстанция должна состоять из аксионов (как предполагает одна из самых популярных моделей). А второе: где-то поблизости от Солнечной системы должна взорваться сверхновая.
Гипотез на тему природы темной материи высказано множество: от слабо взаимодействующих массивных частиц (WIMP-ов) до миниатюрных черных дыр. Едва ли не самая общепризнанная из них предполагает существование аксионов — нейтральных псевдоскалярных частиц, описанных еще в 1977 году (но до сих пор не открытых). За десятилетия были накоплены доводы как «за», так и «против». Но наконец-то предложен простой и убедительный способ расставить точки над «i».
Согласно расчетам астрономов из Калифорнийского университета в Беркли, частицу, которую пока не удалось создать даже при помощи Большого Адронного коллайдера, можно обнаружить в течение нескольких мгновений после взрыва сверхновой. Для этого должно удачно совпасть несколько факторов.
Первый и самый главный: аксионы должны реально существовать. Если это так, то в течение первых 10 секунд после взрыва достаточно массивной звезды они должны появиться в больших количествах. А потом — пока ядро бывшего гигантского светила будет коллапсировать в сверхплотную нейтронную звезду — они превратятся в пучок гамма-излучения чрезвычайно высокой энергии. Который, разогнавшись в магнитном поле, со скоростью света достигнет Земли — при условии, что сверхновая вспыхнет достаточно близко.
Второй фактор не менее важен и, в отличие от первого, зависит от человека. Это наличие гамма-телескопов на траектории искомого потока излучения. Пока что единственный такого рода прибор на орбите — это достаточно престарелый «Ферми», запущенный в 2008 году. Поле его обзора является достаточно широким, но все равно шанс, что в момент вспышки (которая, как правило, происходит совершенно внезапно) он будет направлен в ее сторону, составляет примерно 1 к 10.
Как показывают наблюдения, в Млечном Пути или его галактиках-спутниках сверхновые взрываются раз в несколько десятилетий. Последняя из них — в Большом Магеллановом облаке — наблюдалась в 1987 году. Тогда все совпало удачно: не существующий ныне гамма-телескоп Solar Maximum Mission смотрел прямо в область вспышки. Но его чувствительность была недостаточной, чтобы уловить гамма-излучение, исходящее от аксионов
За тридцать пять лет технологии шагнули далеко вперед, а на Земле появились новые гамма-телескопы. Но вероятность того, что следующая сверхновая взорвется в поле зрения одного из них, все еще невелика. Астрофизики предложили проект постройки сразу нескольких гамма-обсерваторий, которые смогут охватить практически все небо — GALAXIS (Galactic Axion Instrument for Supernova). Но успеет ли человечество его построить — пока что большой вопрос.
