2022 年 10 月,科學家偵測到一顆距離 24 億光年的恆星爆炸死亡。。
作為明星的核心,恆星發出的伽馬射線暴(名為 GRB 221009A 的事件)爆發出高達 18 太電子伏特的能量。伽瑪射線暴已經是我們宇宙所能產生的最明亮的爆炸;但 GRB 221009A 絕對是一個紀錄打破者,為它贏得了“The BOAT”(有史以來最亮的船)的綽號。
然而,根據國家天文物理研究所喬治·加蘭蒂領導的天文物理學家團隊的說法,這張圖片存在一些問題(美國國家航空基金會)在義大利。根據宇宙的尖端模型,我們應該無法在大型高空空氣淋浴天文台的數據中看到比 10 太電子伏特更強大的光子(拉哈索)進行檢測。
在 24 億光年之外,能量高於 10 太電子伏特的光子應該會被與其他高強度光子星系間的微弱光線,即所謂的河外背景光。
那現在怎麼辦?好吧,如果軸子狀粒子——神秘物質的主要候選人之一,那麼整個混亂就會消失正如所預測的,它構成了宇宙中的大部分質量– 輸入混音。
最近的分析被提出在 2024 年 3 月舉行的第 58 屆 Rencontres de Moriond 會議上,現已發布在預印本伺服器 arXiv 上。
“我們……表明,如果我們引入光子與軸子粒子(ALP)的相互作用,這個問題就得到了解決,”該團隊在論文中寫道。
「弦理論預測 ALP 是暗物質的最佳候選者之一,在外部磁場存在的情況下可以對天文物理源產生光譜和偏振效應。
「特別是,對於GRB 221009A,類光子軸子粒子振盪發生在交叉磁化介質內,即宿主星系、河外空間、銀河系,部分地將河外背景光吸收降低到解釋LHAASO探測的水平GRB 221009A及其觀測光譜。
暗物質是我們對宇宙最大的疑問之一。一旦我們考慮到所有正常物質——恆星、氣體、、星系、岩石、塵埃,任何我們實際上可以直接探測到的東西——都留下了太多的引力。不管是什麼產生了這種引力,它的強度都比正常物質大得多。至約85%宇宙質量的一半是暗物質。
我們不知道暗物質是什麼,但有很多可能的候選人。軸子是領先的競爭者。這些假設的粒子被認為表現得有點像,因為它們與正常物質沒有太多相互作用,這使得它們很難被發現。然而,它們也被預測會像暗物質一樣表現,因此天文物理學家熱衷於尋找它們存在的證據。
加蘭蒂和他的同事先前已經在中發現了軸子樣粒子的證據來自遙遠耀變體的光– 極度活躍的星系,閃爍著光芒。但有史以來最亮的伽馬射線爆炸代表了尋找軸子的新實驗室。
根據最新的河外背景光模型,長距離傳播的高能量伽馬射線光子應該與背景光相互作用如此強烈,以至於它無法到達我們。根據研究人員的計算,光子和軸子之間的相互作用應該會使星系際空間對高能量光更加透明。
因此,LHAASO 檢測到高達 18 太電子伏的光子這一事實可能構成首次間接檢測軸子,研究人員說。
結論在得到證實之前還需要做更多的工作,特別是因為其他一些搜尋已經。但我們還有其他地方值得關注;特別是,中子星可能是。
我們還是會把它釘牢的。
該團隊的研究成果可在arXiv。