Táto častica je horúci kandidát na temnú hmotu, dôkaz o jej existencii ležal celý čas pred našimi očami

V poslednej dobe akoby sa roztrhlo vrece so štúdiami zacielenými na objavenie hypotetickej častice nazývanej axion. Ich existenciu predpovedali už v roku 1977  fyzici Roberto Daniele Peccei a Helen Quinnová a pôvodne mali riešiť problém CP symetrie v kvantovej chromodynamike. V súčasnosti sú však axiony považované za jedného z horúcich kandidátov na temnú hmotu a ich existencia by znamenala prelom v časticovej fyzike.

Zvláštna skupina neutrónových hviezd

Výsledky novej štúdie publikovanej v žurnále Physical Review Letters naznačujú, že axiony sa celý čas mohli skrývať rovno pred našimi očami, a to v röntgenových emisiách, o téme informoval portál TechExplorist

Pixabay

Samotné axiony predstavujú hypotetické častice s veľmi nízkou hmotnosťou, ktoré so svojím okolím interagujú len veľmi slabo, ba dokonca takmer vôbec. Podľa akceptovanej teórie sa však axiony pri strete so silným elektromagnetickým poľom dokážu premeniť na fotóny.

Presnejšie by sa mal axion rozpadnúť na dvojicu fotónov, takže ak sa v určitej oblasti zistí prítomnosť nadmerného (nevysvetliteľného) množstva elektromagnetického žiarenia mohlo by sa jednať o axiony.

Kľúčom prebytok elektromagnetického žiarenia

Ako píše web ScienceAlert, takýto prebytok röntgenového žiarenia (elektromagnetické žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 1 pikometra do 10 nanometrov) zaznamenaný astronómami v skupine hviezd nazývanej „Magnificent Seven.

Tú, ako už názov napovedá, tvorí sedem neutrónových hviezd, ktoré sú však od seba navzájom izolované a spája ich len množstvo spoločných znakov. Všetky hviezdy sú relatívne blízko Zeme vo vzdialenosti „len“ asi 1500 svetelných rokov, všetky hviezdy od svojej smrti delí niekoľko stotisíc rokov, všetky emitujú nízkoenergetické (mäkké) röntgenové lúče, ale hlavne majú všetky až biliónkrát silnejšie magnetické pole ako naša planéta. Inými slovami majú tieto hviezdy dostatočne silné magnetické polia na to, aby naštartovali rozpad axionov.

Práve táto ich vlastnosť sa ukázala ako kritická, pre výskum vedený fyzikom Benjaminom Safdim z Národného laboratória Lawrenca Berkeleyho. Ten si pri pozorovaní „Magnificent Seven“ všimol vysokoenergetické (tvrdé) röntgenovej emisie, ktoré sú pre tento typ neutrónových hviezd neobvyklé.

Pixabay

Aké sú výsledky štúdie? 

Keďže ale takéto tvrdé emisie môžu byť emitované aj pulzarmi, alebo inými neobjavenými zdrojmi nachádzajúcimi sa v blízkosti pozorovaných neutrónových hviezd, vedci museli poriadne preskúmať aj ich okolie. Dáta získané z dvoch rôznych röntgenových observatórií (Chandra, XMM-Newton) však potvrdili, že emisie nevychádzajú zo žiadneho iného zdroja, ale z pozorovaných neutrónových hviezd.

„Sme si dostatočne istí, že tento prebytok (žiarenia) existuje a sme si veľmi istí, že za tým stojí niečo nové“ uviedol Safdi. „Keby sme si boli stopercentne istí, že to, čo vidíme, je nová častica, predstavovalo by to revolúciu vo fyzike“, dodal.

S vyvodzovaním záverov sú však vedci nanajvýš opatrní a tvrdia, že ich objav nedokazuje existenciu axionov, avšak pravdepodobne sa jedná o astrofyzikálny proces, ktorý zatiaľ nepoznáme.

„Netvrdíme, že sme objavili axiony, ale hovoríme, že prebytok žiarenia môžu vysvetľovať“ uviedol spoluautor štúdie Raymond Co.

Fyzici však nevylučujú ani možnosť, že prebytok röntgenového žiarenia môže byť vysvetlený aj iným fenoménom, ktorý v sebe nezahŕňa axiony. V najbližších mesiacoch sa vedci plánujú sústrediť na overenie správnosti zozbieraných dát, a to pomocou teleskopu NuSTAR, ktorý by im mal povedať viac o tomto prebytočnom množstve žiarenia.

Pomôcť by im mali taktiež pozorovania bielych trpaslíkov, pri ktorých by detekcia prebytku röntgenových emisií naznačovala, že skutočne sa jedná o časticu presahujúcu štandardný model časticovej fyziky.

Čítajte viac z kategórie: Novinky