Астрофизики Стокгольмского университета сузили круг поиска таинственных частиц темной материи, называемых легкими аксионами, характеристики которых точно не известны ученым и могут варьироваться. Исследователям удалось исключить несколько вариантов аксионоподобных частиц, оставив наиболее правдоподобные из них. Результаты опубликованы в журнале Physical Review Letters.
Темная материя составляет около 80 процентов всего вещества во Вселенной. Ученые все еще ломают голову над тем, что она собой может представлять. Кандидатами на роль темной материи являются как давно известные объекты, вроде нейтронных звезд и черных дыр, так и экзотические частицы, например, аксионы — чрезвычайно легкие частицы, которые весят менее одной миллионной массы электрона. Однако, в отличие от черных дыр, аксионы гораздо труднее найти.
Исследователи воспользовались космическим гамма-телескопом Ферми, который вращается на низкой земной орбите, для изучения центральных галактик, расположенных в кластере Персея — галактическом скоплении, удаленном от Земли на 150 миллионов световых лет. Ученым не удалось обнаружить ни следа аскионов, однако чувствительность приборов была столь высока, что определенный класс аксионов, если он существует, должен был быть обнаружен.
Аксионы нельзя обнаружить напрямую, однако предсказано, что они могут конвертироваться в электромагнитное излучение и обратно, если проходят через сильное магнитное поле. Астрофизики наблюдали за яркой галактикой, пытаясь найти признаки превращения гамма-лучей в аксионы во время их путешествия через магнитное поле, которое заполняло пространство между галактиками.
Ученые продолжат искать следы других вариантов аксионов, используя телескоп Ферми. По их словам, чувствительности инструмента достаточно, чтобы провести наблюдения, которые, как раньше считалось, могли быть доступны только в будущих экспериментах с оборудованием нового поколения.