Когда нейтронные звезды сталкиваются, они очень плотные, горячие и экстремальные. Физики полагают, что в таких экстремальных условиях могут происходить процессы, которые выведут нас на след темной материи. Они попытались найти аксионы, которые по-прежнему входят в число ведущих кандидатов на роль темной материи, в наблюдениях за столкновением нейтронной звезды GW170817. Но безрезультатно.
Аксионная охота. Кредит: Дев и др. (2024), Письма о физических обзорах.
Летний день 17 августа 2017 года вошел в историю астрофизики. Наземная гравитационная обсерватория LIGO впервые зафиксировала столкновение нейтронных звезд. Это был первый случай, когда одно и то же событие было зафиксировано гравитационными детекторами и одновременно наблюдалось наземными и космическими телескопами более классического типа.
Бхупал Дев. Фото: Вашингтонский университет в Сент-Льюисе.
Физик Бхупал Дев из Американского Вашингтонского университета в Сент-Луисе и его коллеги использовали наблюдения этого события, получившего обозначение GW170817, в поисках темной материи. Они ищут аксионы и подобные частицы, которые остаются кандидатами на роль темной материи, но в последнее время дела у них идут не слишком хорошо.
Как говорит Дев, когда две и без того очень экстремальные нейтронные звезды сталкиваются, на какое-то время создается сверхплотная и горячая вещь, которая может служить фабрикой для экзотических частиц. Такой объект временно становится намного горячее, чем нейтронные звезды, и примерно через секунду он снова остывает, образуя либо большую нейтронную звезду, либо маленькую черную дыру, в зависимости от масс столкнувшихся нейтронных звезд.
Логотип. Авторы и права: Вашингтонский университет в Сент-Луисе.
На упомянутых крайних объектах, если они существуют, могли бы возникнуть экзотические частицы, которые через некоторое время и вдали от места столкновения распались бы на известные частицы, например фотоны. Дев и др. они обнаружили, что такие частицы, по их мнению, аксионы темной материи, могут производить уникальные электромагнитные сигналы, которые могут быть обнаружены гамма-телескопами, такими как Fermi-LAT.
Исследователи использовали данные гамма-телескопа Fermi-LAT, связанные со столкновением нейтронной звезды GW170817. Как всегда было правило, аксионного сигнала не нашли, а определили заданную наблюдением область параметров, где аксионов быть не может. Это не очень блестящий результат, но когда дело доходит до этого, лучшего результата нет ни у кого. В любом случае Дев убежден, что экстремальные космические явления, такие как столкновения нейтронных звезд, представляют собой многообещающую экосистему, в которой мы все еще можем искать темную материю.
Видео: PHENO 2021 – Дев, Бхупал
Видео: Обреченные нейтронные звезды создают взрыв света и гравитационные волны
2
Литература
Вашингтонский университет в Сент-Луисе. 3. 2024.
Письма о физическом обзоре 132: 101003.
2024-03-08 23:17:31
1709970904
#OSEL.CZ #Приведут #ли #столкновения #нейтронных #звезд #нас #новой #физике
