Oczywiście wszystko zależy od tego, czym w rzeczywistości jest ciemna materia i z jakich cząstek się składa. Jedną z propozycji są cząstki elementarne zwane aksjonami. Jak dotąd są one tworami czysto hipotetycznymi, jednak naukowcy bezustannie ich poszukują.
Zespół naukowców wskazuje w najnowszym artykule naukowym na to, że gwiazdy neutronowe mogą być miejscami, w których powinniśmy szukać tych ulotnych cząstek. O ile bowiem w innych miejscach we wszechświecie niezwykle trudno byłoby je dostrzec, to teoretycznie właśnie pozostałości po eksplozjach supernowych mogą skutecznie je do siebie przyciągać i gromadzić do punktu, w którym powinno być ich tam na tyle dużo, aby możliwe było ich wykrycie.
Czytaj także: Naukowcy są przekonani, że potwierdzili istnienie cząsteczki ciemnej materii
Aksjonów naukowcy poszukują już od prawie pół wieku. Przyjmuje się bowiem, że jeżeli masa aksjonów przypada na określony przedział, to powinny się one zachowywać dokładnie tak, jak ciemna materia, włącznie z dodatkowym oddziaływaniem grawitacyjnym, czyli jedyną cechą ciemnej materii, którą jesteśmy w stanie mierzyć i badać.
Co wspólnego mają ze sobą gwiazdy neutronowe i aksjony?
Naukowcy przyjmują, że w obecności silnego pola magnetycznego aksjony ulegają rozpadowi na fotony. Jak wiadomo, fotony już możemy obserwować. Powinniśmy zatem poszukiwać aksjonów w miejscach, w których mogą gromadzić się aksjony, w których jednocześnie istnieje silne pole magnetyczne. Gdyby w takich miejscach udało się wykryć nadwyżkę promieniowania elektromagnetycznego, mogłoby ono pochodzić z rozpadu aksjonów.
W tym miejscu pojawiają się pulsary, czyli szybko rotujące gwiazdy neutronowe, charakteryzujące się ekstremalnie silnym polem magnetycznym (biliony razy silniejszym od pola magnetycznego Ziemi), które wykonują pełen obrót wokół własnej osi nawet kilkaset razy na sekundę i emitują przy tym wiązkę promieniowania radiowego.
Badacze z Uniwersytetu w Amsterdamie doszli do wniosku, że takie obiekty mogą produkować olbrzymie ilości aksjonów. Uciekając z gwiazdy neutronowej, natrafiałyby one na pole magnetyczne, gdzie rozpadałyby się na fotony. W efekcie powinniśmy obserwować zatem nadmiar fotonów docierający z takich pulsarów do Ziemi. Od razu należy zaznaczyć tutaj, że badacze postanowili poszukać tej nadwyżki, analizując dokładnie grupę pulsarów i takiej nadwyżki nie zarejestrowali.
Czytaj także: Czarne dziury mogą strzelać laserami grawitacyjnymi. Ich odkrycie rozwiązałoby gigantyczną zagadkę kosmosu
W najnowszej pracy naukowcy zajęli się zatem możliwością, w której aksjony tak szybko nie opuszczają pulsarów, a gromadzą się w jego bezpośrednim otoczeniu, tworząc swoistą mgiełkę aksjonową nad jego powierzchnią. Taka mgiełka mogłaby zatem emitować wykrywalny sygnał pochodzący z nielicznych uciekających fotonów.
Fizycy wskazują, że takie fotony mogły tworzyć stały sygnał obserwowany jako wąska linia w widmie radiowym pulsara, albo też mogłyby kumulować się do punktu, w którym emitowałyby swoisty rozbłysk pod koniec życia gwiazdy neutronowej. W tym drugim przypadku jednak proces kumulowania trwałby biliony lat, a więc we wszechświecie, który ma zaledwie 13,6 miliarda lat, jeszcze żaden pulsar takiego rozbłysku nie zdążył wyemitować. Pozostaje nam zatem jedynie poszukiwanie niezidentyfikowanych linii w widmie radiowym pulsarów. Jak na razie takich linii nie odkryto.