Найяскравіший космічний вибух в історії приховує частинку темної матерії: що з'ясували вчені

У жовтні 2022 року астрономи виявили найпотужніший космічний вибух в історії. Було виявлено найяскравіший гамма-сплеск, тобто викид гамма-випромінювання, серед усіх відомих подібних подій. Пізніше астрономи з'ясували, що гамма-сплеск під назвою GRB 221009A виник унаслідок вибуху наднової на відстані 2,4 млрд світлових років від нас. Автори нового дослідження, опублікованого на сервері препринтів arXiv, вважають, що надзвичайно яскраве гамма-випромінювання вдалося побачити завдяки тому, що воно взаємодіяло з невловимими частинками темної матерії — аксіономі, пише ScienceAlert.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Коли масивна зірка померла і вибухнула надновою, то з'явився найяскравіший серед усіх відомих спалахів гамма-випромінювання. Це був рекордний космічний вибух, адже гамма-сплеск GRB 221009A вибухнув з енергією до 18 тераелектронвольт. Але астрономи не можуть побачити фотони такого випромінювання з енергією вище 10 тераелектронвольт, кажуть автори дослідження.

З огляду на величезну відстань у 2,4 млрд світлових років фотони гамма-випромінювання з такою великою енергією мали бути поглиненими під час взаємодій з іншими дуже потужними фотонами в позагалактичному фоновому світлі, що існує між галактиками.

Автори дослідження вважають, що виявлення такого потужного спалаху світла стало можливим через наявність частинок під назвою аксіони, які є головними кандидатами на роль темної матерії. Науковці вважають, що найяскравіший гамма-сплеск став видимим завдяки взаємодії фотонів цього випромінювання з аксіонами в присутності зовнішніх магнітних полів.

Темна матерія досі залишається однією з найбільших загадок Всесвіту. Якщо взяти всі видимі об'єкти з масою у Всесвіті, то вони створюють лише невелику частину всієї гравітації. Решту гравітації, як вважають вчені, створює невидима темна матерії, яка становить приблизно 85% маси Всесвіту.

Зараз багато вчених вважають, що темна матерія складається з гіпотетичних частинок аксіонів. Теорії припускають, що ці частинки поводяться трохи як нейтрино, тобто вони погано взаємодіють зі звичайною матерією. Нейтрино можуть проходити через практично будь-який об'єкт у Всесвіті.

Автори дослідження кажуть, що найяскравіший космічний вибух в історії являє собою чудову лабораторію для виявлення аксіонів. Високоенергетичні гамма-фотони, що проходять через великі відстані, повинні взаємодіяти з позагалактичним фоновим світлом настільки сильно, що це не дозволяє цим фотонам досягти Землі. Але розрахунки вчених показують, що взаємодія між фотонами та аксіонами має зробити міжгалактичний простір більш прозорим для високоенергетичного світла. Тому вчені вважають, що виявлення фотонів з енергією до 18 тераелектронвольт є непрямим доказом існування аксіонів.

Висновки цього дослідження ще потребують підтвердження і вчені мають намір продовжити свою роботу в цьому напрямку.

Як уже писав Фокус, щось дивне сталося у Всесвіті після Великого вибуху і це допоможе зрозуміти темну матерію. Фізики вважають, що розібратися із загадковою формою матерії, яка становить 85% маси Всесвіту, допоможуть темні фотони.

Також Фокус писав про те, що фізики підтвердили передбачення теорії відносності Ейнштейна, яке передбачає теоретичну можливість переміщення в часі назад у минуле.