Des astrophysiciens de l'Université de Californie à Berkeley ont proposé le développement de GALAXIS (GALactic AXion Instrument for Supernova), un satellite de rayons gamma à ciel complet visant à détecter les axions, un candidat principal pour la matière noire, lors d'événements de supernova. Ces particules, théorisées pour émerger en grande quantité lors de l'effondrement d'une étoile massive, pourraient être transformées en rayons gamma détectables lors de leur interaction avec des champs magnétiques.
Benjamin Safdi, professeur associé de physique à Berkeley, a souligné l'importance de capturer une explosion de rayons gamma, affirmant qu'elle pourrait aider à identifier la masse de l'axion QCD et à exclure de nombreux intervalles de masse actuellement explorés. Cependant, capturer de tels événements est difficile en raison de la rareté des supernovae proches et des capacités opérationnelles limitées des observatoires gamma existants, principalement le télescope spatial Fermi.
La dernière supernova observée, 1987A dans le Grand Nuage de Magellan, s'est produite avant que les détecteurs modernes ne soient suffisamment sensibles pour des observations liées aux axions. Le projet de l'array GALAXIS augmenterait la probabilité de détecter des rayons gamma provenant de futures supernovae, offrant une occasion critique d'avancer notre compréhension de la matière noire.
Safdi a exprimé des inquiétudes concernant le risque de manquer des supernovae potentielles avant que des instruments adéquats ne soient en place, soulignant l'urgence du développement. L'étude décrit les propriétés uniques des axions, qui devraient interagir faiblement avec toutes les forces fondamentales, rendant les étoiles à neutrons des laboratoires naturels idéaux pour leur détection.
Des simulations indiquent que les axions d'une supernova proche produiraient une brève explosion de rayons gamma durant environ 10 secondes, offrant des informations vitales sur la masse de l'axion et sa force d'interaction. L'équipe de recherche a également revisité les données de la supernova 1987A pour affiner les contraintes sur les particules semblables aux axions, soulignant le potentiel de futures percées en astronomie gamma.
Cette recherche, qui inclut des contributions de l'étudiant diplômé Yujin Park et des chercheurs postdoctoraux Claudio Andrea Manzari et Inbar Savoray, a été publiée dans 'Physical Review Letters.'