Glavni Novice Skrivnostni delec lahko pojasni ekstremne rentgenske žarke, ki izvirajo iz zvezd 'veličastnih 7'

Skrivnostni delec lahko pojasni ekstremne rentgenske žarke, ki izvirajo iz zvezd 'veličastnih 7'

Umetniška upodobitev vesoljskega teleskopa XMM-Newton (X-ray multi-mirror mission). Študija arhivskih podatkov rentgenskih vesoljskih teleskopov XMM-Newton in Chandra je odkrila dokaze o visokih stopnjah rentgenskih emisij iz bližnjih nevtronskih zvezd Sedem veličastnih, ki lahko izvirajo iz hipotetičnih delcev, znanih kot aksioni.

(Avtorstvo slike: D. Ducros; ESA/XMM-Newton, CC BY-SA 3.0 IGO)

Več kot 400 svetlobnih let od Zemlje je kopica mladih nevtronskih zvezd, ki so prevroče za svojo starost. Te zvezde, znane kot 'sedem veličastnih', oddajajo tok ultravisokoenergijskih rentgenskih žarkov, ki jih znanstveniki niso mogli pojasniti.

Zdaj so znanstveniki predlagali možnega krivca: aksione, teoretične delce, ki se spremenijo v svetlobne delce, ko so v prisotnosti magnetno polje .

V novi študiji, objavljeni 12. januarja v reviji Physical Review Letters , fizik Nacionalnega laboratorija Lawrence Berkeley Benjamin Safdi in njegovi sodelavci so uporabili superračunalnike za modeliranje ideje, da bi se lahko aksioni, proizvedeni v zvezdah, pretvorili vrentgenski žarkiv magnetnih poljih zunaj zvezd. Aksionov še nikoli niso neposredno opazovali, vendar so o njihovem obstoju prvič domnevali v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Prezgodaj je, da bi zagotovo rekli, ali aksioni obstajajo ali so pravi krivci za nenavadne rentgenske žarke, je dejal Safdi, vendar raziskovalci upajo, da bo novo računalniško modeliranje morda pokazalo na nekaj zunaj standardnega modela fizike, ki opisuje znane subatomske delci.

Sorodno: 11 največjih neodgovorjenih vprašanj o temni snovi

'Precej smo prepričani, da ta [rentgenski] presežek obstaja in zelo prepričani, da je med tem presežkom nekaj novega,' je Safdi je dejal v izjavi . Če bi bili 100 % prepričani, da je to, kar vidimo, nov delec, bi bilo to ogromno. To bi bilo v fiziki revolucionarno.«

Skrivnostni rentgenski žarki

Glede na njihovo starost in tip bi moralo sedem veličastnih oddajati le nizkoenergijske rentgenske žarke inultravijolično svetlobo. Toda astronomi so opazili nekaj, česar si ne znajo razložiti: visokoenergijske rentgenske žarke, ki prihajajo iz zvezd. Nevtronske zvezde so ostanki zvezd velikank, ki so izčrpale svoje gorivo in propadle; ena vrsta nevtronske zvezde, imenovana a pritisnite , oddaja emisije v celotnem elektromagnetnem spektru, vključno z visokoenergijskimi rentgenskimi žarki. Toda sedem veličastnih niso pulsarji.

Znanstveniki so za kopico nevtronskih zvezd iskali tudi druge predmete, ki bi lahko oddajali skrivnostne rentgenske žarke, vendar niti teleskop XMM-Newton Evropske vesoljske agencije niti Nasin rentgenski teleskop Chandra nista odkrila ničesar, kar bi lahko bil krivec.

Aksioni so bili predlagani tudi kot rešitev skrivnosti. Toda ali bi lahko aksioni res nastali znotraj nevtronske zvezde? Da bi ugotovili, so se Safdi in njegovi kolegi obrnili na superračunalnike na Univerzi v Michiganu in Nacionalnem laboratoriju Lawrence Berkeley.

'V to je bilo vloženih veliko obdelave in analize podatkov,' je dejal Safdi. 'Morate modelirati notranjost nevtronske zvezde, da bi predvideli, koliko aksionov bi moralo nastati znotraj te zvezde.'

Neulovljivi aksioni

Aksion, če obstaja, je anosnovni delecz zelo nizko maso. Aksioni so lahko sestavni del temne snovi, neopazovane snovi, za katero se zdi, da predstavlja več kot četrtino mase vesolja glede na njene gravitacijske učinke.

Safdi in njegova ekipa sta ugotovila, da lahko aksioni delujejo zelo podobnonevtrini, še en izjemno lahek subatomski delec, za katerega se je izkazalo, da obstaja. Nevtrini nastajajo znotraj nevtronskih zvezd, ko nevtroni trčijo drug ob drugega; aksioni bi lahko nastali na enak način.

Glede na njihovo majhno maso in šibke interakcije z drugo snovjo bi lahko aksioni zlahka pobegnili iz jeder nevtronskih zvezd in pobegnili v vesolje. Nevtronske zvezde obdajajo izjemno močna magnetna polja. V prisotnosti teh polj bi se aksioni pretvorili v fotone ali svetlobne delce. Ti svetlobni delci, ki potujejo pri valovnih dolžinah, krajših od vidne svetlobe, bi se na astronomskih instrumentih registrirali kot visokoenergijski rentgenski žarki.

'Ne trdimo, da smo še odkrili aksion, ampak trdimo, da je dodatne rentgenske fotone mogoče razložiti z aksioni,' je Raymond Co, podoktorski raziskovalec na Univerzi v Minnesoti, ki je sodeloval o študiji, je dejal v izjavi. 'To je vznemirljivo odkritje presežka v fotonih rentgenskih žarkov in je vznemirljiva možnost, ki je že v skladu z našo interpretacijo aksionov.'

Naslednji korak, je dejal Safdi, je iskanje aksionov v belih pritlikavkah, drugi skupini zvezd, ki ne bi smele oddajati rentgenskih žarkov.

'To se začne precej prepričljivo, da je to nekaj, kar presega standardni model, če tudi tam vidimo presežek rentgenskih žarkov,' je dejal.

Prvotno objavljeno na Live Science.

Zanimivi Članki