Najnowsze badania sugerują, że pulsary – ekstremalnie szybko wirujące gwiazdy neutronowe – mogą być fabrykami aksjonów, hipotetycznych cząstek, których istnienie próbuje się potwierdzić od lat 70. XX wieku. Aksjony, jeśli istnieją, mogą być kluczem do zrozumienia tajemnic ciemnej materii. Słabo oddziałują z materią, przez co ich wykrycie jest niezwykle trudne, ale w pewnym zakresie masy zachowują się jak ciemna materia, wywołując efekty grawitacyjne, których nie można wyjaśnić ilością normalnej materii we Wszechświecie.

Pulsary, specyficzne rodzaje gwiazd neutronowych, obracają się z zawrotną prędkością i emitują silne promieniowanie radiowe, co nadaje im wygląd kosmicznych latarni. Obrót tych gwiazd wzmacnia ich pole magnetyczne do poziomów bilion razy silniejszych niż ziemskie. Gdyby aksjony były produkowane przez te potężne pola, mogłyby one przekształcać się w fotony i sprawiać, że pulsary świeciłyby jaśniej niż powinny.

W zeszłym roku fizyk Dion Noordhuis z Uniwersytetu Amsterdamskiego wraz z zespołem oszacował, że pulsary mogą produkować ogromne ilości aksjonów co minutę. Cząstki te, przemieszczając się przez pole magnetyczne gwiazdy, mogłyby zmieniać się w fotony, choć dotychczasowe badania nie wykazały dodatkowego światła, co pozwala ograniczyć możliwe zakresy masy aksjonów.

Najnowsze badania sugerują jednak, że aksjony mogą być przechwytywane przez ekstremalną grawitację gwiazdy neutronowej, co prowadziłoby do powstawania „chmury aksjonów” wokół pulsara. Z czasem, na przestrzeni milionów lat, taka chmura mogłaby tworzyć mglistą warstwę wokół gwiazdy, co pozwoliłoby na jej wykrycie jako słabego sygnału radiowego, odpowiadającego masie aksjonów.

Dzięki tym badaniom, naukowcy mają teraz wyznaczoną nową drogę do poszukiwań aksjonów. Choć nie odnaleziono ostatecznych dowodów na ich istnienie, brak detekcji pozwolił na precyzyjniejsze ograniczenie masy tych tajemniczych cząstek, co przybliża nas do rozwiązania jednej z największych zagadek kosmosu.

Źródło: Science Alert