Bild Det stegliknande mönstret som avslöjas i de data som forskarna observerade och som potentiellt visar omvandlingen av gammastrålar till axioner (hypotetiska elementarpartiklar så kallade bosoner). Illustration är från forskningsrapporten i nature se nedan.
Axionen som omtalas är en hypotetisk
elementarpartikel som kan vara nyckeln till att förstå mörk materia. Materien
som tros ta upp cirka 80 procent av materia i universum.
Ingen har ännu bevisat existensen av axionen. Men
med ett smart trick med hjälp av avlägsna galaxers strålning kan fysiker från Köpenhamns
universitet komma närmare än någonsin tidigare.
I stället för att använda en partikelaccelerator på
jorden, som den vid CERN, vände sig forskarna mot kosmos och använde den som en
slags gigantisk partikelaccelerator. Specifikt sökte de efter elektromagnetisk
strålning som kommer från kärnorna (där det svarta hålet finns) av avlägsna och mycket ljusstarka galaxer.
De observerade strålningen när den passerade
genom enorma magnetfält i galaxhopar, där en del av denna strålning enligt
teorin skulle kunna omvandlas till axioner. Denna omvandling skulle då lämna efter
sig små, slumpmässiga fluktuationer i insamlad data. Men varje signal om den
uppkommer och hittas är så svag att den försvinner i universums bakgrundsbrus.
Därför introducerade forskarna ett nytt koncept.
Istället observerade de totalt 32 supermassiva svarta hål placerade bakom
galaxhopar (från bakomliggande galaxer) och kombinerade sedan insamlad data från sina observationer.
När forskarna därefter analyserade datan blev de överraskade över att upptäcka ett mönster som liknade signaturen hos den svårfångade och sökta axionpartikeln som man teoretiskt tror finns.
– Normalt sett är signalen från partiklar som dessa oförutsägbara och uppträder som slumpmässigt brus. Men vi insåg att genom att
kombinera data från många olika källor hade vi omvandlat allt brus till ett
tydligt, igenkännbart mönster, förklarar Oleg Ruchayskiy, docent vid Niels
Bohr-institutet vid Köpenhamns universitet och huvudförfattare till artikeln i Nature Astronomy där sökandet efter axionen beskrivs. Han tillägger: Det visar sig som ett
unikt stegliknande mönster som visar hur den här konverteringen skulle kunna se
ut. Vi ser det ännu bara som en antydan till en signal i vår data, men det är väldigt lockande och spännande. Man skulle kunna kalla det en
kosmisk viskning, nu tillräckligt hög för att höra.
"Vi är så glada, för det är inte ett
engångsframsteg. Denna metod gör det möjligt för oss att gå bortom tidigare
experimentella gränser och har öppnat en ny väg för att studera dessa
svårfångade partiklar. Tekniken kan upprepas av oss, av andra grupper, över ett
brett spektrum av massor och energier. På så sätt kan vi lägga fler bitar till
pusslet för att förklara mörk materia, beskriver Postdoc Lidiia Zadorozhna
Niels Bohr Institute."
Läs studien "Constraints on axion-like particles from active galactic nuclei seen through galaxy clusters" (Begränsningar för axionliknande partiklar från aktiva galaxkärnor sedda genom galaxhopar).Länk här från tidskriften Nature.
