Ученые из США сделали важное открытие в поисках темной материи, утверждая, что аксионы могут быть обнаружены всего через несколько секунд после взрыва близлежащей сверхновой. Темная материя, составляющая около 85% всей материи во Вселенной, остается загадкой для астрономов на протяжении почти 90 лет. Аксионы, легкие частицы, стали основным кандидатом для объяснения этой тайны.
Ученые считают, что аксионы могут образовываться в больших количествах в первые 10 секунд после коллапса ядра массивной звезды, которая превращается в нейтронную звезду. Эти частицы, если они существуют, будут высвобождаться и преобразовываться в высокоэнергетические гамма-лучи в мощных магнитных полях. Однако для успешного обнаружения гамма-лучей необходимо, чтобы единственный гамма-телескоп на орбите, Fermi Gamma-ray Space Telescope, был направлен на взрыв сверхновой в нужный момент. Вероятность этого события составляет примерно один шанс из десяти.
Если ученым удастся зафиксировать гамма-лучи, это позволит точно определить массу аксиона, включая так называемый аксион КХД, который сейчас активно исследуется в лабораториях. В противном случае отсутствие обнаружения исключит значительную часть теоретических масс аксионов, что сделает текущие поиски темной материи менее актуальными.
Однако существует проблема: для того чтобы гамма-лучи были достаточно яркими для наблюдения, сверхновая должна находиться близко — в пределах нашей галактики или её спутников. Сверхновые взрываются в среднем каждые несколько десятилетий, и последняя близлежащая сверхновая произошла в 1987 году в Большом Магеллановом Облаке. Тогда гамма-телескоп Solar Maximum Mission не смог зафиксировать ожидаемую интенсивность гамма-лучей.
Ученые выражают обеспокоенность, что следующая сверхновая может вспыхнуть до того, как они успеют подготовить необходимые инструменты для наблюдения. В связи с этим они ведут переговоры с коллегами, разрабатывающими новые гамма-телескопы, чтобы обеспечить круглосуточное наблюдение за небом. Они уже придумали название для своей спутниковой группировки — GALAXIS (GALactic AXion Instrument for Supernova). Исследователи надеются, что такая сеть телескопов позволит поймать любой гамма-всплеск и не упустить возможность обнаружить аксионы, которые могут оказаться ключом к разгадке природы темной материи.
