Фізики відкрили загадковий ефект, що глушить сигнали темної матерії у космосі

Вчені пояснили, чому темна матерія, яку людство намагається виявити десятиліттями, залишається невидимою для телескопів. Дослідження групи фізиків із Лісабона показало, що сигнал аксіонів — гіпотетичних частинок, які вважаються одним із кандидатів на роль темної матерії, — може зникати ще всередині магнетарів.

Магнетари — це надщільні нейтронні зорі з магнітними полями у трильйони разів сильнішими, ніж у Землі. Теоретично в їхніх умовах аксіони могли б перетворюватися на фотони та випромінювати слабкі сигнали у радіо- чи рентгенівському діапазоні. Однак нові розрахунки показали, що значна частина енергії аксіонів зникає у взаємодії з плазмою навколо зорі, утворюючи плазмони. У результаті зовнішній сигнал стає набагато слабшим, ніж очікували раніше.

«Можна уявити це як флейту з отвором: звук, на який ми чекаємо, стає тихішим ще до того, як долітає до нас», — пояснив керівник дослідження Уго Терсаш із Лісабонської інженерної школи. За його словами, нова модель дозволяє точніше оцінювати втрати сигналу залежно від умов у магнітосфері.

Це відкриття пояснює, чому астрономи досі не змогли зафіксувати аксіони, та водночас відкриває новий підхід до пошуку. Дослідники планують створити штучну плазму в лабораторії, щоб відтворити умови навколо магнетарів і спробувати виявити аксіони у контрольованому середовищі.

Фізики відзначають, що описаний механізм має універсальний характер: подібні процеси відбуваються і в ядерних реакторах токамак, де електромагнітні хвилі перетворюються на коливання плазми для нагрівання палива. Це свідчить про глибокий зв’язок космічної фізики та прикладних досліджень на Землі.