Астрофизики из UC Berkeley предложили разработку GALAXIS (GALactic AXion Instrument for Supernova), спутникового массива для гамма-излучения, направленного на детекцию аксионов, одного из ведущих кандидатов на роль темной материи, во время событий сверхновых. Эти частицы, которые, как предполагается, возникают в больших количествах во время коллапса массивной звезды, могут быть преобразованы в детектируемые гамма-лучи при взаимодействии с магнитными полями.
Бенджамин Сафди, доцент физики в UC Berkeley, подчеркнул важность захвата всплеска гамма-излучения, заявив, что это может помочь определить массу аксиона QCD и исключить многие диапазоны масс, которые в настоящее время исследуются. Однако захват таких событий является сложной задачей из-за редкости близких сверхновых и ограниченных операционных возможностей существующих гамма-обсерваторий, в основном гамма-обсерватории Fermi.
Последняя наблюдаемая сверхновая, 1987A в Большом Магеллановом Облаке, произошла до того, как современные детекторы стали достаточно чувствительными для наблюдений, связанных с аксионами. Предлагаемый массив GALAXIS увеличит вероятность обнаружения гамма-лучей от будущих сверхновых, предоставляя критическую возможность для продвижения нашего понимания темной материи.
Сафди выразил опасения о том, что можно упустить потенциальные сверхновые до того, как будут установлены адекватные инструменты, подчеркивая срочность разработки. В исследовании описываются уникальные свойства аксионов, которые, как ожидается, будут слабо взаимодействовать со всеми фундаментальными силами, что делает нейтронные звезды идеальными природными лабораториями для их детекции.
Симуляции показывают, что аксионы от близкой сверхновой произведут кратковременный всплеск гамма-излучения, продолжающийся около 10 секунд, что предоставит важную информацию о массе аксиона и его силе взаимодействия. Исследовательская группа также пересмотрела данные о сверхновой 1987A, чтобы уточнить ограничения на аксионоподобные частицы, подчеркивая потенциал будущих прорывов в гамма-астрономии.
Это исследование, в которое вошли вклад аспиранта Юджина Пака и научных сотрудников постдока Клаудио Андреа Мандзари и Инбар Саворай, было опубликовано в 'Physical Review Letters.'