Исследователи представили результаты моделирования, которые показывают, что наличие темной материи может объяснить необычную яркость космического оптического фона. Распад аксионов — частиц темной материи — на фотоны соответствует наблюдениям, полученным кораблем «Новые горизонты» за орбитой Плутона.
Космический оптический фон — это излучение в видимом диапазоне спектра, которое соответствует всем объектам, расположенным за пределами нашей Галактики. Из-за множества световых помех его очень трудно измерить с Земли. Наиболее точные на сегодняший день данные были получены зондом «Новые горизонты», который после облета Плутона отправился к внешним границам Солнечной системы.
В отсутствии яркого свечения Солнца и рассеянного излучения от планет и других объектов Солнечной системы, инструменты корабля провели измерения космического оптического фона. Оказалось, он в два раза ярче, чем предполагают теоретические модели, основанные на оценке яркости известных объектов Вселенной.
Первоначальной гипотезой ученых было то, что избыток излучения дают пока неизвестные галактики и звезды, распложенные за пределами Млечного Пути. В новой работе исследователи показали, что альтернативная модель, включающая гипотетические частицы темной материи, лучше объясняет выявленные несоответствия.
Аксион — это гипотетическая частица, которая была введена, чтобы объяснить несоответствия квантовой хромодинамики. Предполагается, что такие частицы распадаются на два фотона. В своей работе ученые показали, что аксионы с массой от 8 до 20 эВ могли бы объяснить избыточный поток при определенной скорости распада.
Понимание возможных диапазонов масс гипотетических частиц помогает уточнить методы их поиска. Хотя пока это только теория, в своей работе ученые предлагают экспериментальные способы, которые могли бы проверить ее точность, подтвердить или опровергнуть существование частиц с заданными свойствами.
