Ученые из Итальянского института астрофизики смогли объяснить поведение фотонов при ярчайшем космическом взрыве. Это поможет подтвердить существование частиц темной материи и пролить свет на их происхождение. Препринт работы опубликован на портале arXiv.

В октябре 2022 года ученые зафиксировали самый мощный космический взрыв за всю историю наблюдений. Вспышка, получившая название GRB 221009A, произошла на расстоянии 2,4 миллиарда световых лет и превзошла по яркости все ранее зарегистрированные события. Это явление, прозванное «BOAT» (Brightest Of All Time — «Ярчайший за всё время»), стало результатом гибели звезды и образования черной дыры.

Недавно астрофизики обнаружили странности в полученных данных. Фотоны энергии выше 10 тераэлектронвольт, зафиксированные обсерваторией LHAASO, не должны были достичь Земли из-за взаимодействия с радиацией Вселенной. Группа ученых под руководством Джорджо Галанти предложила объяснение, основанное на существовании аксионоподобных частиц. Эти гипотетические частицы, предсказанные теорией струн, могут объяснить поведение фотонов при их взаимодействии с магнитными полями и окружающим пространством.

«Мы показали, что взаимодействие фотонов с аксионоподобными частицами снижает поглощение ими радиации, что позволяет объяснить зафиксированные данные LHAASO», — сообщил профессор Галанти.

Аксионоподобные частицы — одни из главных кандидатов на роль темной материи, невидимого вещества, которое составляет до 85% массы Вселенной и обнаруживается по гравитационному воздействию на космические объекты. Ранее следы этих частиц находили в свете далеких блазаров — активных галактик с мощным излучением. Однако благодаря GRB 201009A появилась уникальная возможность изучить аксионы в условиях ярчайшего гамма-всплеска.

Ученые признают, что их гипотеза нуждается в дополнительной проверке. Например, нейтронные звезды также могут служить мощными источниками аксионов, и их изучение поможет подтвердить существование этих частиц.