Egy távoli galaxis szupernóvája új lehetőségeket tárhat fel a sötét anyag természetének megértésében - Üdvözlet Magyarország!
A tudósok egy izgalmas kísérletet javasolnak a sötét anyag természetének feltárására, amely az axionnak nevezett elméleti részecske felfedezésére összpontosít.
A kutatás alapja az a célkitűzés, hogy gamma-sugarakat észleljenek, amelyek keletkeznek, amikor az axionok erős mágneses mezőkön haladnak át egy szupernóva robbanásának során. A kísérlet sikeressége azonban nagymértékben függ a ritka és közeli szupernóva-robbanásoktól, miközben a gamma-sugarakat észlelő távcsőnek is pontosan a megfelelő irányba kell irányulnia. Ennek következtében a tudósok új gamma-sugárzást érzékelő műholdak indítását javasolják, ahogy azt az IFLScience is beszámolt róla.
A sötét anyag létezésének nyomaira a csillagászok már több mint száz éve rábukkantak, ám annak pontos összetételét azóta sem sikerült tisztázni. Az axionok, amelyek a sötét anyag egyik lehetséges jelöltjeként merültek fel, rendkívül alacsony tömeggel bírnak, ugyanakkor hatalmas mennyiségben jelen lehetnek az univerzumban. Az axionok különlegessége, hogy gyengén, de képesek interakcióba lépni a gravitáción kívül más alapvető erőkkel is. Ezek a kölcsönhatások azonban rendkívül gyengék, ami miatt az axionok észlelése a jelenlegi technológiával szinte lehetetlen feladat.
A mag-összeomlásos szupernóvák – a gigászi csillagok végső, fényes robbanásai – elmélete szerint hatalmas mennyiségű axion keletkezik. Ezek a titokzatos részecskék, amikor erős mágneses térrel rendelkező neutroncsillagok mellett haladnak el, gamma-sugárrá transzformálódhatnak. Az ilyen gamma-sugarak észlelése kulcsfontosságú bizonyítékot szolgáltathat az axionok létezéséről, tömegéről és kölcsönhatási erősségéről.
A kísérlet megvalósítását két jelentős akadály nehezíti. Először is, a szupernóva elhelyezkedésének rendkívül közel kell lennie hozzánk – ideális esetben a Tejútrendszeren belül vagy annak kísérőgalaxisaiban. Továbbá, az ilyen események rendkívül ritkán fordulnak elő. Az utolsó, a Tejútrendszerben megfigyelt szupernóva több mint 400 évvel ezelőtt következett be, ráadásul lehetséges, hogy néhány esemény a csillagközi por miatt elkerülte a figyelmünket. A Nagy Magellán-felhő, amely bővelkedik óriáscsillagokban, kedvezőbb lehetőségeket kínál, de ott is már 37 éve történt az utolsó szupernóva-robbanás.
Másodszor, az axionok eredményeként keletkező gamma-sugárzás csupán 10 másodpercig létezik, ezért a teleszkópoknak már a megfelelő irányba kell fordulniuk ahhoz, hogy észleljék ezt a különleges eseményt. Jelenleg a Fermi gamma-sugár űrtávcső egyik legfontosabb eszköze, a Large Area Telescope, amely az égbolt ötödét képes egyszerre megfigyelni, kínálja a legnagyobb lehetőséget a detektálásra.
Dr. Benjamin Safdi és munkatársai egy izgalmas új kezdeményezést terveznek, amely GALactic AXion Instrument for Supernova (GALAXIS) néven ismert. Ez a projekt egy olyan gamma-sugárzást észlelő teleszkóp hálózatot foglal magában, amely képes lenne a teljes égboltot megfigyelni. Bár a megvalósításához jelentős anyagi befektetések szükségesek, Safdi úgy véli, hogy a GALAXIS nem csupán a szupernóvák kutatásában lenne hasznos, hanem számos más kozmikus jelenség tanulmányozására is kiváló lehetőségeket kínálna.
Ha sikerülne az axionokat egy szupernóva robbanásánál észlelni, az jelentős lépést jelentene az univerzum működésének mélyebb megértésében, és véglegesen eldönthetné a húrelmélet körüli vitákat. Azonban a szupernóva-észlelések ritkasága és a húrelmélet iránti szkepticizmus jelentősen megnehezíti a projekt elfogadtatását. Ennek ellenére a tudósok optimisták, hiszen véleményük szerint ezek a kutatások kulcsszerepet játszhatnak a sötét anyag természetének feltárásában, és közelebb vihetnek bennünket az univerzum legrejtélyesebb titkaihoz.
