Misterija tamne materije mogla bi biti rešena za samo 10 sekundi. Kada sledeća obližnja supernova eksplodira, bilo koji teleskop gama zraka koji pokazuje u pravom smeru mogao bi otkriti postojanje jednog od najperspektivnijih kandidata za tamnu materiju. Astrofizičari sa Kalifornijskog univerziteta u Berkliju predviđaju da bi se u prvih 10 sekundi supernove moglo emitovati dovoljno hipotetičkih čestica zvanih aksion kako bi se dokazalo njihovo postojanje.
Uzimajući u obzir godine koje bi mogle da potraju da se ubedljivi broj na druge načine nađe na ubedljivom broju, hvatanje neočekivanog dobitka aksiona u bliskom kolapsu zvezde bilo bi kao dobitak na lutriji iz fizike. Detekcija aksiona zahteva teleskop gama zraka koji gleda u blizini takve eksplozije u pravo vreme, a trenutno je taj posao isključivo na Fermi svemirskom teleskopu, koji ima samo 1 od 10 šanse da uhvati emisiju.
Istraživači predlažu pokretanje GALactic AKSion instrumenta za supernovu (GALAKSIS) – flotu satelita gama zraka koji mogu posmatrati 100 odsto neba u svakom trenutku. Otkrivanje ili odsustvo aksiona tokom supernove može biti jednako vredan ishod, ali postoji vremenska škripa.
Aksioni su prvi put postavljeni kao potencijalno rešenje zagonetke fizike koja nije povezana sa tamnom materijom, jakim CP problemom. Predviđa se da će ove čestice imati veoma malu masu, bez električnog naboja i da će biti izuzetno rasprostranjene širom Univerzuma. Tek kasnije su drugi fizičari shvatili da su neka od njihovih osobina učinili da su dobri kandidati za tamnu materiju.
U jakim magnetnim poljima, aksioni bi se povremeno trebali raspasti u fotone, tako da bi otkrivanje dodatne svetlosti u blizini ovih polja moglo da ih odaje. Neutronske zvezde su među najperspektivnijim mestima za njihovo traženje. Njihova intenzivna fizika bi trebalo da proizvede ogromne količine aksiona, a jaka magnetna polja bi neke od njih trebalo da pretvore u fotone koji se mogu detektovati.
U novom istraživanju, tim UC Berkelei izračunava da bi najbolje vreme za pronalaženje aksiona oko neutronske zvezde zapravo moglo biti na njenom rođenju – kada masivna zvezda eksplodira kao supernova. Nove simulacije sugerišu da bi nastanak aksiona bio proizveden tokom prvih 10 sekundi nakon kolapsa zvezde, a rezultujući prasak gama zraka mogao bi otkriti mnogo detalja.
Tim je izračunao da bi određeni tip aksiona, nazvan aksion kvantne hromodinamike (KCD), mogao biti detektovan ovom metodom ako ima masu veću od 50 mikro-elektronvolti. Ako se pokaže da aksioni postoje, mogli bi biti jedna od najzgodnijih malih čestica ikada pronađenih. U jednom potezu mogli bi nam pomoći da otključamo tamnu materiju, jak CP problem, teoriju struna i neravnotežu materije/antimaterije.
Hipoteza je spremna za testiranje – sada samo treba sačekati do sledeće obližnje supernove. To bi se moglo dogoditi danas, ili za sledeću deceniju, i ako Fermi posmatra pravi deo neba, mogli bismo odgovoriti na neka od najdubljih pitanja nauke u roku od nekoliko sekundi.
