МАДРИД, 18 (EUROPA PRESS)
Физики из Копенгагенского университета использовали магнитные поля скоплений галактик для наблюдения за далекими черными дырами в поисках неуловимой частицы темной материи.
Самые тяжёлые структуры во Вселенной, скопления галактик, в квадриллион раз массивнее Солнца. А аксионы, загадочные теоретические частицы, значительно легче даже самого лёгкого атома.
Аксион — гипотетическая элементарная частица, которая может стать ключом к пониманию темной материи — неизвестного материала, который, как полагают, составляет около 80% массы нашей Вселенной.
Никто пока не доказал существование аксионов, что десятилетиями ускользало от исследователей. Но благодаря гениальному трюку с далёкими галактиками физики из Копенгагенского университета, возможно, подошли к этому ближе, чем когда-либо, утверждают они.
Вместо использования наземного ускорителя частиц, подобного тому, что установлен в ЦЕРНе, исследователи обратились к космосу и использовали его как своего рода гигантский ускоритель частиц. В частности, они наблюдали электромагнитное излучение, испускаемое ядрами далёких, очень ярких галактик, в центре каждой из которых находится сверхмассивная чёрная дыра.
Затем они наблюдали это излучение, проходя через обширные магнитные поля скоплений галактик, где часть его гипотетически могла преобразоваться в аксионы. Это преобразование оставило бы после себя крошечные случайные флуктуации в данных. Однако каждый сигнал настолько слаб, что сам по себе теряется в фоновом шуме Вселенной.
Поэтому исследователи предложили новую концепцию. Вместо этого они наблюдали в общей сложности 32 сверхмассивные чёрные дыры, расположенные за скоплениями галактик, и объединили данные своих наблюдений.
Узор, похожий на подпись аксиона
Изучив данные, исследователи с удивлением обнаружили закономерность, напоминающую сигнатуру неуловимой аксионной частицы.
«Обычно сигнал от этих частиц непредсказуем и выглядит как случайный шум. Но мы поняли, что, объединив данные из различных источников, мы преобразовали весь этот шум в чёткую, узнаваемую картину», — объясняет Олег Ручайский, доцент Института Нильса Бора Копенгагенского университета и ведущий автор статьи в журнале Nature Astronomy под названием «Ограничения на аксионоподобные частицы из активных ядер галактик, наблюдаемых в скоплениях галактик», посвящённой изучению аксиона.
«Это представляет собой уникальный ступенчатый узор, показывающий, как может выглядеть это преобразование. Мы видим это лишь как намёк на сигнал в наших данных, но он всё равно очень интригующий и волнующий. Мы могли бы назвать это космическим шёпотом, теперь достаточно громким, чтобы его услышать».
БЛИЖЕ К ОТКРЫТИЮ ТЕМНОЙ МАТЕРИИ
Хотя выявленная учеными закономерность не является окончательным доказательством существования аксионов, исследование Ручайского и его коллег приближает нас к пониманию того, что такое темная материя.
«Этот метод значительно расширил наши знания об аксионах. По сути, он позволил нам составить карту обширной области, которая, как мы знаем, не содержит аксионов, сузив пространство, где они могут быть обнаружены», — говорит научный сотрудник Лидия Задорожная, научный сотрудник программы Марии Кюри в Институте Нильса Бора и один из ведущих авторов новой статьи.
