Tief im sengenden Kern des kolossalen Sterns Betelgeuse könnte sich eine hypothetische Art von dunkler Materie, die als Axionen bezeichnet wird, zusammenbrauen und in das Universum ausspucken - was Wissenschaftlern das Potenzial für eine bahnbrechende Entdeckung bei der laufenden Suche nach Beweisen für dunkle Materie bietetzu den jüngsten Erkenntnissen, die am 20. April auf der April-Konferenz der American Physical Society .
Eine kürzlich durchgeführte Analyse, die nach Anzeichen für die kniffligen Axionen sucht, ist leer ausgefallen, hat es den Physikern jedoch ermöglicht, die Eigenschaften der hypothetischen Axionen genauer zu begrenzen.
Röntgenstrahlen von Betelgeuse können auf dunkle Materie hinweisen
Betelgeuse ist ein beliebter Stern, den jeder als leuchtend roten Punkt am Himmel im Sternbild Orion sehen kann. Er ist auch nah - 520 Lichtjahre von der Erde entfernt, der Riesenstern Schlagzeilen im Jahr 2020 gemacht als sein seltsames Dimmverhalten Wissenschaftler zu dem Verdacht veranlasste, dass es in einer unvorstellbar gewalttätigen Supernova explodieren könnte.
Betelgeuse ist zwar heiß und groß, könnte aber auch als perfekter Kandidat für Wissenschaftler dienen. um Axionen zu beobachten - Teilchen physikalischer Vermutungen, von denen Physiker erwarten, dass sie ein Millionstel oder ein Milliardstel der Masse eines Elektrons ausmachen - und möglicherweise die mysteriöse dunkle Materie umfassen, die die gewöhnliche Materie in unserem Universum bei weitem überwiegt - obwohl sie eine fast völlig unbekannte Natur hat.
Axionen sollten nicht oft mit leuchtender oder gewöhnlicher Materie interagieren. Einige Theorien gehen jedoch davon aus, dass Photonen Lichtteilchen innerhalb eines starken Magnetfelds in Axionen umgewandelt werden könnten, so der Physiker Mengjiao Xiao vom Massachusetts Institute of Technology MIT in Cambridge, in a Live Science Bericht . Sterne haben einen thermonuklearen Kern - was sie zu einem großartigen Ort macht, um extrem hohe Zahlen und Niveaus von Photonen und Magnetismus zu finden. Betelgeuse ist das 20-fache unserer Sonnenmasse, was es zu "einer sogenannten Axionfabrik" machen könnte, fügte Xiao hinzu.
Wenn der Kern von Betelgeuse Axionen erzeugt, sollten sie in der Lage sein, der Schwerkraft des Sterns zu entkommen und massenhaft in unsere Richtung zu strömen. Wenn sie mit dem Magnetfeld der Milchstraße interagieren, können sich die Axionen im Röntgenstrahl wieder in Photonen umwandelnFeld des Spektrums der elektromagnetischen Strahlung, sagte Xiao zu Live Science. Betelgeuse ist kein Frühlingshuhn. Es ist bekannt. Aber die gute Seite des Alters des Sterns ist, dass es nicht viel Röntgenlicht emittieren sollte - was bedeutet, dass es keine gibtRöntgenlicht, das vom alternden Stern kommt, könnte auf das Vorhandensein dunkler Materie hinweisen - in Form von Axionen.
Das Erkennen von Axionen der Dunklen Materie könnte uns sagen, wann Betelgeuse in die Supernova geht.
NuSTAR Nuclear Spectroscopic Telescope Array der NASA im Weltraum ermöglichte es Xiao und seinen Kollegen, Anzeichen von Röntgenstrahlen aus Betelgeuse zu suchen, aber leider sahen sie nichts außer typischen astrophysikalischen Prozessen wie der winzigen Menge an Röntgenstrahlen, die noch glaubwürdig erzeugt werdender kolossale Stern. Die neuen Erkenntnisse vom 20. April deuten jedoch darauf hin, dass Axionen und Photonen mindestens dreimal seltener auf die vorhergesagte Weise interagieren als Wissenschaftler dachten.
Wenn Forscher die erhofften Röntgenstrahlen eines Sterns erkennen, bedeutet dies nicht unbedingt, dass Axionen real sind. Wissenschaftler müssten noch zeigen, dass diese Strahlen vor der konventionellen Physik nicht aus Quellen nicht dunkler Materie stammenist erschöpft und hinterlässt dunkle Materie als einzige verbleibende Erklärung, sagte Joshua Foster, ein MIT-Physiker, zu Live Science .
Unabhängig davon finden Wissenschaftler möglicherweise immer noch Axionen der Dunklen Materie. Wenn oder wann, würden Astronomen unser Verständnis von Betelgeuse erheblich verbessern, sagte Xiao. Wenn wir außerdem Axionen der Dunklen Materie identifizieren können, die von Betelgeuse stammen, können wir möglicherweise endlich rechnenWenn der kolossale und alternde Stern zur Supernova wird. Und wenn es um Explosionen dieser kosmischen Größenordnung geht, muss man sich nicht für die Geheimnisse des Universums interessieren. genieße die Show .