Vedci sú na stope „novej fyziky“: Našli spôsob, ako odhaliť záhadnú temnú hmotu v najextrémnejších vesmírnych prostrediach
Temná hmota tvorí väčšinu vesmíru, no stále nikto nevie, čo je zač. Nový výskum by nám mohol pomôcť túto záhadu vyriešiť.
Neutrónové hviezdy sú po čiernych dierach druhými najexotickejšími objektmi vo vesmíre. Niet preto divu, že keď sa dve takéto hviezdy zrazia, vedcom ponúkajú celú studnicu fascinujúcich fyzikálnych fenoménov.
Výskumníci z Washington University vo svojej novej práci preskúmali kolíziu dvoch neutrónových hviezd, ktorú zachytilo observatórium gravitačných vĺn LIGO ešte v roku 2017. Išlo o prvé zlúčenie neutrónových hviezd, ktoré sme pozorovali a výskumníkom sa ho podarilo zaznamenať na dva spôsoby. Kolíziu a zlúčenie neutrónových hviezd najskôr “počuli” cez gravitačné vlny a popri tom zaznamenali svetlo z tejto udalosti aj desiatky teleskopov na Zemi a vo vesmíre.
Toto zlúčenie vedci označili ako GW170817 a v najnovšej štúdii vedci použili túto udalosť, aby sa dozvedeli niečo o hypotetických časticiach podobných axiónom. Tie síce neboli priamo pozorované, no objavujú sa v množstve teórií, ktoré dopĺňajú a rozširujú štandardný fyzikálny model.
Axióny a častice podobné axiónom sú momentálne najvhodnejšími kandidátmi na temnú hmotu, ktorá tvorí väčšinu hmoty vo vesmíre. Temná hmota neabsorbuje ani nevylučuje svetlo, ani s ním nijak neinteraguje. O jej existencii vieme len z toho, ako svojou gravitačnou silou ovplyvňuje iné objekty.
Vedci momentálne nevedia, čo je temná hmota zač, ani z čoho je vytvorená. Existuje množstvo rôznych hypotéz, medzi ktorými sa objavujú aj také, že temná hmota môže byť tvorená axiónmi a časticami podobnými axiónom. Podľa niektorých teórií môžu tieto častice slúžiť ako akýsi portál, ktorý prepája viditeľný a preskúmaný sektor vesmíru s takzvaným temným sektorom.
Neprehliadnite
“Máme dobré dôvody tušiť, že sa za rohom ukrýva “nová fyzika”, ktorá nás zavedie za štandardný kozmologický model,” tvrdí Bhupal Dev, jeden z autorov výskumu.
Na stope novej fyziky
Keď sa dve neutrónové hviezdy zlúčia, na moment vzniká mimoriadne horúci a hustý pozostatok. Táto štruktúra je podľa slov autorov ideálna na vytváranie týchto exotických častí. Pozostatok netrvá dlho, len sekundu, možno menej. Na túto krátku chvíľu je oveľa horúcejší ako zlučované hviezdy. Potom vznikne buď väčšia neutrónová hviezda alebo čierna diera.
Predpokladá sa, že axióny a častice podobné axiónom v tichosti uniknú z miesta diania. Ďaleko od zlučovaných hviezd sa následne premieňajú na známe častice, typicky fotóny. V štúdii vedci vysvetľujú, že tieto uniknuté častice môžu vytvoriť jedinečný elektromagnetický signál. Ten vieme zachytiť pomocou gama teleskopov, napríklad teleskopu Fermi-LAT.
Následne vedci dokázali, že vedia rozlíšiť tieto špecifické signály od známeho astrofyzikálneho pozadia. Štúdia priniesla vedcom spôsob, ako by mohli využiť v budúcnosti známe gama teleskopy a pozrieť sa nimi na zlučovanie neutrónových hviezd. Merania vytvorené v týchto extrémnych fyzikálnych laboratóriách by vedcom mohli ponúknuť viac informácií o záhadných axiónoch a časticiach podobných axiónom.
Komentáre