プレススプリット
ハッブル宇宙望遠鏡が捉えた超新星 1987A。 (アーカイブ画像) © NASA、ESA、P. Challis and R. Kirshner (ハーバード・スミソニアン天体物理学センター)
謎の暗黒物質を検出するために、研究チームはまだ発見されていないものを探したいと考えています。
バークレー – 宇宙には目に見える物質の約 5 倍の暗黒物質が存在するといわれています。研究者らは、暗黒物質の存在によってのみ意味をなすさまざまな観察からこれを結論付けています。しかし、謎に満ちた暗黒物質はまだ直接には観測されておらず、証明されてもいません。カリフォルニア大学の研究チームは、暗黒物質を発見するための新しいアイデアを開発しました。
アクシオンは暗黒物質の候補であり、超新星によって発見される可能性があります
具体的には、研究チームは実際、まだ証明されていない別のもの、つまりアクシオンを見つけることに興味を持っています。これは、暗黒物質の有力な候補とも考えられている仮説上の素粒子を指します。アクシオンは近くの超新星爆発からのガンマ線を検出してから数秒以内に発見できる可能性があると研究チームは学術誌に掲載された論文で主張している 物理的なレビューレター 出版された となった。
暗黒物質とは何ですか？
暗黒物質は天文学に不可欠な部分です。主要な理論では、その物質が宇宙の多くのことに大きく関与していると想定されています。ダークマターは何も反射したり吸収したりせず、光などの電磁波も発しません。それが、それが「目に見えない」ように見え、間接的にしか観察できない理由です。その重力は宇宙の他の物体に影響を与えます。
とりわけ、研究では暗黒物質が最初の星や銀河の形成に関与していると想定されています。宇宙における天体の動きも、暗黒物質がなければ正しく説明できません。 ESAの宇宙探査機「ユークリッド」は、暗黒物質と暗黒エネルギーに関する手がかりを探しています。
恒星の爆発によりアクシオンが生成される可能性がある
研究者らは、アクシオンが存在するなら、大質量星の核崩壊後の最初の10秒以内にアクシオンが大量に生成され、高エネルギーのガンマ線に変換されるだろうと確信している。しかし、さまざまな理由から、それはそれほど単純ではありません。現在、これらの光線を検出できる宇宙望遠鏡は 1 つだけです。米国宇宙機関 NASA の「フェルミ」ガンマ線望遠鏡です。ただし、これを行うには、爆発中に超新星に照準を合わせなければなりません。そして、これが起こる確率は 10 分の 1 です。 知らせ と呼ばれます。
同時に、ガンマ線が検出されるのに十分な明るさになるように、超新星が近くで爆発する必要があります。研究チームが言う「近く」とは、天の川銀河内の超新星、またはその衛星銀河の1つを意味します。しかし、それは問題になる可能性があります。これらの地域では、星が爆発する間隔は数十年しかありません。最後に十分に接近した超新星は、1987 年に天の川銀河の衛星銀河である大マゼラン雲で発生しました。しかし当時、超新星 1987A からのガンマ線を検出できる機器はありませんでした。
「すべては10秒以内に起こるだろう」
「最新のガンマ線望遠鏡で超新星 1987A のような超新星を観察できれば、パラメータ空間の大部分でこの QCD アクシオンを検出または除外できるでしょう。そして、これらすべては 10 秒以内に起こります」と研究の筆頭著者であるベンジャミン・サフディは説明します。 「アクシオンにとって最良のシナリオは、フェルミが超新星を捕捉することです。しかし、その可能性は低いです」と研究者は強調する。
「しかし、『フェルミ』がそれらを見つければ、その質量を測定することができます。相互作用の強さを測定できました。私たちはアクシオンについて知る必要があるすべてを決定することができ、そのような出来事を引き起こす可能性のある通常の物質は存在しないため、信号については信じられないほど自信を持っています。」
研究者らは近くの超新星を見逃してしまうのではないかと心配しているため、昼夜を問わず空全体を監視するガンマ線望遠鏡群を提案している。 「この論文に取り組んだ私たち全員が、適切な機器を手に入れる前にまた超新星が起こるかもしれないと心配していると思います」とサフディ氏は言う。 「明日、超新星が発生してアクシオンを検出する機会を逃したら、本当に残念です。あと50年は再発しないかもしれません。」 （タブ）
#超新星はどのようにして謎の暗黒物質の探索を終わらせることができるのか