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死にかけの古い星が暗黒物質の候補としてのアクシオンについて教えてくれること

私たちの記事のリンクを通じて購入すると、Future とそのシンジケーション パートナーは手数料を受け取る場合があります。恒星の進化によって暗黒物質についてさらに多くのことが明らかになる可能性があるでしょうか? |クレジット: Nazarii Neshcherenskyi/Getty Images目に見えない仮想粒子をどのように検索しますか? 1つの方法は、白色矮星（死んだ星の高密度で残った核）をどれだけ早く殺すことができるかを確認することです。近年、天文学者は、アクシオンとして知られる理論粒子への関心をますます高めています。この粒子は、数十年前に、地球の困難な問題を解決するために考案されました。 強力な核力。しかし、粒子衝突器の実験でそれを見つけようとした最初の試みの後は空虚に終わりましたが、このアイデアは背景に埋もれていました。しかしさらなる研究により、アクシオンが宇宙の謎を説明する候補となる可能性があることが判明した。 暗黒物質。理論家たちは、アクシオンが宇宙に溢れ出す方法があるかもしれないが、これまでのところ直接検出を回避していることに気づいた。この小さな粒子がほとんど目に見えないからといって、それが宇宙でまったく気づかれないという意味ではありません。 2025年11月発行のプレプリント論文にて オープンアクセスサーバーarXiv内、研究者は、からの古いアーカイブデータを使用してアクシオンモデルをテストする方法を報告しました。 ハッブル宇宙望遠鏡。彼らはアクシオンの証拠を何も見つけられませんでしたが、他の試みを破り、この宇宙で何が許可され、何が禁止されているかについてより明確な全体像を与えてくれました。この研究の対象となったのは、 白色矮星 — 死んだ星の密集した薄暗い核。単一の白色矮星は、 太陽の質量 より小さいオブジェクトに 地球、白色矮星は宇宙で最もエキゾチックな天体の一つに数えられます。重要なことは、白色矮星は、電子縮退圧力と呼ばれるものによって崩壊しないように自分自身を支えていることです。 電子 量子力学によれば、電子は決して同じ状態を共有できないため、崩壊に抵抗します。アクシオンの挙動についてのいくつかのモデルでは、これらの粒子は電子によって生成される可能性があると述べています。電子が十分に速く移動していれば、それがアクシオンの形成を引き起こすでしょう。そして、白色矮星の内部の奥深くにある電子は、非常に速く、ほぼ同じ速度で移動しているためです。 光の速度 - 彼らが狭い空間で飛び回ると、大量のアクシオンが生成される可能性があります。その後アクシオンは猛スピードで走り去り、白色矮星を完全に残してしまうだろう。この逃げ出すアクシオンの生成により、白色矮星からエネルギーが奪われることになります。そして、白色矮星は自らエネルギーを生成しないため、他の場合よりも早く冷却されることになります。研究者らは、このアクシオン冷却モデルを、アクシオン冷却の進化をシミュレートできる洗練されたソフトウェアスイートに組み込みました。 星 そして、内部が進化するにつれて温度と明るさがどのように変化するか。このモデルにより、研究者らは、アクシオン冷却の有無にかかわらず、年齢を考慮した白色矮星の典型的な温度を予測することができました。この結果を手に入れた彼らは、ハッブルで収集された球状星団 47 つ星のデータに注目しました。 グローバルクラスター それらの白色矮星はすべてほぼ同時に誕生し、天文学者に研究のための大きなサンプルを提供できるため、これらは非常に重要です。つまり、研究者らは白色矮星個体群におけるアクシオン冷却の証拠を発見できなかったのである。しかし、彼らの結果は、電子がアクシオンを生成する能力にまったく新しい制約を与えた。つまり、1兆回に1回以上の効率でアクシオンを生成することはできないということだ。この結果はアクシオンを完全に排除するものではありませんが、電子とアクシオンが直接相互作用する可能性は低いと言えます。したがって、アクシオンの探索を続ける場合は、さらに賢明な探索方法を見つける必要があるでしょう。 #死にかけの古い星が暗黒物質の候補としてのアクシオンについて教えてくれること