存在對暗物質本質的主要解釋的測試，但它依賴於在爆炸時刻捕獲超新星。儘管我們現在經常這樣做，但超新星需要比我們幾十年來所見過的任何超新星都更近，而且當它發生時，我們必須有一台伽馬射線望遠鏡指向正確的方向。一個科學家小組正在利用這種情況來主張發射更多的伽馬射線衛星，這樣我們就可以在事件發生時覆蓋天空。
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一個世紀前就發現了暗物質存在的有力證據，並且已經。然而，試圖識別出一小部分以上的嘗試都失敗了。尋找宇宙大部分物質的長期探索未獲成功，科學的敵人開始將其用作其失敗的證據，而替代的解釋是，儘管很少有科學家認為它們是合理的。
也許，就像所有最好的懸疑故事一樣，偵探們需要一次幸運的突破。
對於我們已經看到和沒有看到的現象的一種解釋是，暗物質是由，理論上的粒子，其微小的質量因其驚人的豐度而得到補償。受到弦物理學家青睞的 QCD 軸子與其他提出的暗物質粒子不同，它們與除重力之外的其他基本力相互作用，但最大質量比電子小 32 倍。
不幸的是，由於 QCD 軸子與三種非引力相互作用的能力極其薄弱，因此我們用現有儀器探測它們的能力已經處於極限。 40 年來人們一直在使用各種方法進行努力，但與許多其他暗物質搜索一樣，尚未取得成功。
我們期望如果軸子是真實的超新星（除）在最初的幾秒鐘內產生大量的它們。如果我們無法檢測到它們，這並不是很有用，但軸子行為模型表明，它們與電磁力的相互作用會將那些穿過強磁場的射線轉化為伽馬射線。
產生的中子星加州大學伯克利分校的本傑明·薩夫迪博士及其同事認為，通常具有所需強度的磁場。他們提出，我們不僅可以探測到這些伽馬射線，而且還可以將它們與超新星直接釋放的伽馬射線區分開來。
美中不足的是只有兩隻蒼蠅。首先，為了檢測到足夠多的前軸子伽馬射線才能令人信服，超新星需要在附近。薩夫迪和合著者計算出，理想情況下，它應該在銀河系內部，但圍繞我們的衛星星系之一的大多數爆炸也將是合適的。
這意味著我們可能要等一段時間。我們已經有 400 多年沒有在銀河系內看到過超新星了，儘管有些超新星可能已經發生但被塵埃掩蓋了。宇宙中大量的巨大恒星(LMC)創造了很多超新星前景，但最後一顆還是37年前的，形式是。最好不要屏住呼吸。
薩夫迪在一份報告中說：“如果我們用現代伽馬射線望遠鏡看到像超新星 1987A 這樣的超新星，我們將能夠在其大部分參數空間中檢測或排除這個 QCD 軸子，這個最有趣的軸子——本質上是無法在實驗室探測到的整個參數空間，以及可以在實驗室探測到的大部分參數空間。”陳述。
示意圖顯示超新星核心塌陷中產生的軸子被強磁場轉化為伽馬射線，並到達更適合伽馬射線衛星的地球。
圖片來源：Benjamin Safdi，加州大學伯克利分校
我們對超新星乾旱無能為力，但我們可以解決其他潛在的障礙。預期的伽馬射線激增被認為僅持續 10 秒左右。這還不足以讓伽馬射線探測儀器收到在光譜其他地方運行的望遠鏡的警報並將其註意力轉移到正確的位置。
因此，我們需要在天空的正確位置有一個伽馬射線眼，才能使該項目取得成功。如果伽馬射線望遠鏡像光學望遠鏡一樣，視野非常小，那麼前景可能會很暗淡。大面積望遠鏡是費米伽馬射線太空望遠鏡的兩台儀器之一，薩夫迪和合著者認為目前正在運行的儀器可以勝任這項工作。它一次可以看到大約五分之一的天空。
薩夫迪補充道：“如果明天超新星爆發，而我們錯過了探測軸子的機會，那將是一個真正的恥辱。” “再過50年，它可能就不會回來了。”
“對於軸子來說，最好的情況是費米捕獲超新星。只是這種機會很小，”薩夫迪說。 “但如果費米看到它，我們就能夠測量它的質量。我們就能夠測量它的相互作用強度。我們就能夠確定我們需要了解的關於軸子的一切，而且我們會對信號非常有信心，因為沒有普通物質可以產生這樣的事件。”
另一種選擇是擴大我們在這部分頻譜的能力。薩夫迪和同事正在推廣一種全天空伽馬射線手錶的想法。他們甚至給它起了一個名字：用於超新星的 GALACTIC AXion 儀器 (GALAXIS)。
就像科學家們想要尋找暗物質一樣，我們並不羨慕有人試圖說服資助機構支付伽馬射線望遠鏡網絡的費用，以等待一個可能在幾個世紀內不會發生的事件。幸運的是，正如費米一直是，GALAXIS 在等待期間可以做很多其他事情。
然而，整個想法不僅依賴於軸子是真實的，而且還依賴於它們還具有弦理論預測的特定特徵。薩夫迪說：“如果沒有像軸子這樣的粒子，似乎幾乎不可能有一個與量子力學相結合的一致的引力理論。”
然而，由於大量物理學家對弦理論深感懷疑，並非所有人都同意。銀河系加上一顆合適的超新星可能會解決這一爭論，但必須首先達成一致才能發射這些儀器。
該研究發表於物理評論快報。
