Исследователи превратили солнечный зонд «Паркер» в детектор темной материи, используя его сближения с Солнцем для поиска сигналов темных фотонов.
Международная группа астрофизиков предложила новый способ поиска одного из самых загадочных компонентов Вселенной – темной материи. Исследователи используют беспрецедентную близость к Солнцу зонда НАСА «Паркер» (Parker Solar Probe) для поиска признаков гипотетических частиц – темных фотонов.
Согласно современной космологической модели, темная материя составляет около 27% энергетического баланса Вселенной и играет ключевую роль в формировании космических структур, однако до сих пор ученым не удалось обнаружить ее. Среди кандидатов на роль частиц темной материи особое место занимают сверхлегкие темные фотоны, которые могут взаимодействовать с обычными частицами через «кинетическое смешивание».
Солнечная корона — раскаленная плазма внешней атмосферы звезды — идеальная среда для поиска таких частиц. В короне темные фотоны могут превращаться в обычные, создавая характерный «выступ» в электромагнитном спектре. Предыдущие попытки обнаружить этот сигнал с помощью наземных радиотелескопов были ограничены частотами выше 10 МГц из-за отражающих свойств земной ионосферы.
«Паркер», запущенный в 2018 году, подошел к Солнцу ближе, чем любой предыдущий космический аппарат: в моменты максимальных сближений расстояние составляло около 10 солнечных радиусов. Его радиоприемники способны измерять частоты от 20 кГц до 20 МГц, что позволило ученым исследовать диапазон масс темных фотонов от 3×10⁻¹⁰ до 8×10⁻⁸ эВ/с².
В данных пока не обнаружили спектральных искажений, которые могли бы свидетельствовать о наличии темных фотонов. Однако ученым удалось уточнить ограничения для массы частиц, которые можно будет использовать в других наблюдениях.
«Этот новый метод открывает важное направление в изучении темной материи, позволяя изучать области параметров, недоступные для наземных детекторов», — отмечает автор исследования Паола Ариас из Университета Сан-Себастьяна.
