Тайна темной материи: аксионы и нейтронные звезды как ключ к разгадке

Темная материя, составляющая 85% массы Вселенной, остается одной из главных загадок науки. Ее гравитационное влияние на галактики указывает на существование невидимой субстанции, природа которой до сих пор не разгадана.

Ученые предполагают, что ответ может скрываться в аксионах — гипотетических частицах, предложенных еще в 1970-х годах. Эти частицы, изначально придуманные для решения проблем квантовой хромодинамики, теперь рассматриваются как основные кандидаты на роль темной материи.

Аксионы отличаются крайне слабым взаимодействием с обычной материей, что делает их обнаружение почти невозможным для традиционных методов. Однако нейтронные звезды, обладающие колоссальной плотностью и магнитными полями, могут стать «лабораториями» для их изучения. В таких условиях аксионы теоретически способны формировать плотные облака вокруг звезд.

Согласно новому исследованию, гравитация нейтронных звезд может удерживать аксионы, создавая концентрированные скопления. Эти облака, в отличие от рассеянных частиц в космосе, могут генерировать электромагнитные сигналы. Ученые выделяют два возможных сценария: постоянное излучение в течение жизни звезды или яркая вспышка при ее «затухании».

Для поиска сигналов планируется задействовать радиотелескопы, способные улавливать слабые электромагнитные волны. Успех этого метода позволит не только подтвердить существование аксионов, но и пересмотреть текущие модели темной материи.

Параллельно ведутся работы по компьютерному моделированию аксионных облаков. Ученые изучают, как их структура зависит от параметров нейтронных звезд, включая системы с черными дырами или двойными звездами. Это поможет точнее предсказать, какие сигналы стоит искать.

Если гипотеза подтвердится, человечество впервые получит прямое доказательство природы темной материи. Это открытие станет прорывом в физике, астрономии и нашем понимании устройства Вселенной.