Bild wikipedia modellen visar uppbyggnaden av en neutronstjärna.
En neutronstjärna är ett av flera möjliga slut för
en stjärna. När en stjärna i slutet av sin existens stöter bort sitt yttre lager
inträffar en gravitationskollaps och stjärnans kvarvarande inre delar
imploderar. Om stjärnan är så stor att den kvarvarande massan motsvarar 1,4–3
solmassor övergår den i en supernova. Återstoden blir en neutronstjärna som
består av tätt packade neutroner och övrigt material av utspridda rester från
supernovan.
Axionen är en hypotetisk elementarpartikel med spinn noll, det vill säga den är en boson. För mer om elementarpatiklar se här
Ett forskarlag bestående av fysiker från
universiteten i Amsterdam, Princeton och Oxford har visat att extremt lätta
partiklar, så kallade axioner, kan finnas i stora moln runt
neutronstjärnor. Axioner är också kända
som en ledande kandidat för att förklara vad mörk materia består av ett av de största
mysterierna inom fysiken. Mycket tyder på att cirka 85 % av
materian i vårt universum är "mörkt", vilket helt enkelt
betyder att det inte består av någon typ av materia som vi känner till och för
närvarande kan observera.
Istället kan man bara indirekt dra slutsatsen att
det finns mörk materia genom att något okänt påverkar gravitationen på materia
(min misstanke är att det istället är
något i gravitation vi inte förstår –kanske strängteorin ska studeras mer).
När axioner utsätts för elektriska och magnetiska
fält förväntas de kunna omvandlas till fotoner – ljuspartiklar – och vice
versa. Ljus är något vi vet hur man observerar, men som nämnts bör omvandlingsstyrkan
vara mycket liten och därför är också mängden ljus som axioner i allmänhet
producerar låg. Det vill säga om man inte tar hänsyn till en miljö som
innehåller en väldigt massiv mängd axioner och då helst i mycket starka
elektromagnetiska fält.
Detta fick forskarna att börja fundera på
neutronstjärnor, de tätast kända objekten i universum. Dessa objekt har
massor som liknar solens men har komprimerats till stjärnor som är 12 till 15
kilometer stora. Sådana extrema densiteter skapar en extrem miljö med enorma
magnetfält, miljarder gånger starkare än något vi har på jorden.
Ny forskning har visat att om axioner existerar, gör
dessa magnetfält i neutronstjärnor det möjligt att massproducera axioner nära ytan (om dessa teoretiska axioner existerar i verkligheten). Även om
inga axionmoln hittills har observerats vet vi med de nya studieresultaten
mycket exakt vad vi ska leta efter och var vilket gör en grundlig sökning efter
axioner mer möjlig att genomförbara.
Även om huvudpunkten på sökandet efter axionmoln", är huvudintresset öppnar arbetet också upp flera nya teoretiska vägar att utforska beskriver
forskarna vilka beskriver sitt arbete som. ”Axion Clouds around Neutron Stars,
Dion Noordhuis, Anirudh Prabhu”, författare Christoph Weniger, Samuel J. Witte,
Physical Review X 14, 041015 (2024).
