Wissenschaftler des Italienischen Instituts für Astrophysik haben das Verhalten von Photonen während der hellsten jemals aufgezeichneten kosmischen Explosion erklärt. Ihre Erkenntnisse könnten die Existenz von Dunkler Materie-Partikeln bestätigen und Einblicke in deren Ursprünge geben. Der Preprint ihrer Studie wurde auf arXiv veröffentlicht.
Im Oktober 2022 beobachteten Wissenschaftler die mächtigste kosmische Explosion in der Geschichte, genannt GRB 221009A, die 2,4 Milliarden Lichtjahre entfernt stattfand und alle zuvor registrierten Ereignisse in der Helligkeit übertraf. Dieses Phänomen, das als 'BOAT' (Brightest Of All Time) bezeichnet wird, resultierte aus dem Tod eines Sterns und der Bildung eines Schwarzen Lochs.
Vor kurzem entdeckten Astrophysiker Anomalien in den Daten. Photonen mit Energien über 10 Teraelektronvolt, die vom LHAASO-Observatorium aufgezeichnet wurden, hätten die Erde aufgrund von Wechselwirkungen mit der kosmischen Strahlung nicht erreichen dürfen. Ein Team unter der Leitung von Giorgio Galanti schlug eine Erklärung vor, die auf der Existenz axionähnlicher Partikel basiert. Diese hypothetischen Partikel, die von der Stringtheorie vorhergesagt werden, könnten das Verhalten der Photonen bei ihren Wechselwirkungen mit Magnetfeldern und dem umgebenden Raum klären.
Axionähnliche Partikel gehören zu den führenden Kandidaten für Dunkle Materie, einer unsichtbaren Substanz, die bis zu 85 % der Masse des Universums ausmacht und aus ihren gravitativen Effekten auf kosmische Objekte abgeleitet wird. Zuvor wurden Spuren dieser Partikel im Licht entfernter Blazare—aktiver Galaxien mit starken Emissionen—gefunden. GRB 201009A bietet jedoch eine einzigartige Gelegenheit, Axionen im Kontext des hellsten Gammastrahlenausbruchs zu untersuchen.
Die Wissenschaftler erkennen an, dass ihre Hypothese weiterer Validierung bedarf. Beispielsweise könnten Neutronensterne ebenfalls starke Quellen von Axionen sein, und ihre Untersuchung könnte helfen, die Existenz dieser Partikel zu bestätigen.