Ученые раскрыли тайну самого мощного космического взрыва: в его недрах нашли частицу темной материи.

В октябре 2022 года астрономы зафиксировали самый мощный космический взрыв в истории. Они обнаружили самый яркий гамма-всплеск, что представляет собой выброс гамма-излучения среди всех известных подобного рода событий. Позднее было установлено, что гамма-всплеск под названием GRB 221009A произошел в результате взрыва сверхновой на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет от Земли. Исследователи, опубликовавшие свои выводы на платформе arXiv, предполагают, что необычайно яркое гамма-излучение стало видимым благодаря его взаимодействию с трудноуловимыми частицами темной материи – аксионами, сообщает ScienceAlert.

Когда массивная звезда завершила свой жизненный цикл и взорвалась, возникла самая яркая из всех известных вспышек гамма-излучения. Это был рекордный космический взрыв, поскольку гамма-всплеск GRB 221009A сработал с энергией до 18 тераэлектронвольт. Однако астрономы не способны зафиксировать фотоны с энергией выше 10 тераэлектронвольт, утверждают авторы исследования.

С учетом огромного расстояния в 2,4 миллиарда световых лет, фотоны гамма-излучения с такой высокой энергией должны были быть поглощены в ходе взаимодействий с другими мощными фотонами во внегалактическом фоновом свете, который присутствует между галактиками.

Авторы исследования полагают, что обнаружение такой мощной вспышки света стало возможным благодаря частицам, известным как аксионы, которые считаются основными кандидатами на роль темной материи. Ученые предполагают, что самый яркий гамма-всплеск стал видим благодаря взаимодействию фотонов этого излучения с аксионами в присутствии внешних магнитных полей.

Темная материя остается одной из самых больших загадок Вселенной. Если рассмотреть все видимые объекты с массой, то они составляют лишь малую часть всей гравитации. Остальная гравитация, как считают ученые, создается невидимой темной материей, которая составляет около 85% массы Вселенной.

В настоящее время многие исследователи считают, что темная материя состоит из гипотетических частиц аксионов. Теории предполагают, что эти частицы ведут себя несколько похоже на нейтрино, то есть они слабо взаимодействуют с обычной материей. Нейтрино могут проходить через почти любой объект во Вселенной.

Авторы исследования утверждают, что самый яркий космический взрыв в истории является отличной лабораторией для обнаружения аксионов. Высокоэнергетические гамма-фотоны, проходящие большие расстояния, должны взаимодействовать с внегалактическим фоновым светом так сильно, что это мешает этим фотонам достичь Земли. Однако расчеты ученых показывают, что взаимодействие между фотонами и аксионами должно сделать межгалактическое пространство более прозрачным для высокоэнергетического света. Поэтому ученые считают, что обнаружение фотонов с энергией до 18 тераэлектронвольт является косвенным доказательством существования аксионов.

Выводы данного исследования требуют дальнейшего подтверждения, и ученые планируют продолжить свои исследования в этом направлении.