Зарегистрированное излучение межзвездного пространства превысило ожидаемые значения, согласно расчетам. Вероятно, вклад в это превышение вносят аксионы — гипотетические частицы, составляющие темную материю.
Межзвездное пространство тёмное, однако не чёрное. В тех областях, где отсутствуют видимые источники света, можно обнаружить микроволны, являющиеся остатками древнейшего реликтового излучения. Межзвездная пыль слабо излучает, формируя инфракрасный фон Вселенной. Также фиксируется космический фон в оптическом диапазоне. Считается, что он генерируется источниками, которые невозможно наблюдать напрямую: к примеру, звёздами и галактиками, находящимися на огромных расстояниях.
Несколько лет назад автоматическая межпланетная станция New Horizons пересек орбиту Плутона и смог рассмотреть оптический фон в деталях, которые недоступны никаким другим инструментам. Бортовой телескоп LORRI обнаружил, обнаружено, что его свечение почти в два раза превосходит показатели, прогнозируемые на основе действующих теорий и расчетов. В связи с этим астрофизики из Университета Джонса Хопкинса предположили, что повышенная интенсивность излучения может быть обусловлена наличием темной материи. Их статья опубликована в Physical Review Letters.
Темная материя не испускает, не поглощает и не отражает электромагнитное излучение, поэтому она невидима для всех телескопов. Обнаружить ее можно только по гравитационному воздействию, которое оказывают массивные скопления вещества на движение звезд и галактик. Эти наблюдения демонстрируют, что количество темной материи во Вселенной значительно превышает количество обычной, и именно она определяет ее развитие в крупномасштабном плане.
Существует большое количество гипотез, касающихся свойств частиц темной материи, однако ни одна из них пока не получила убедительных доказательств. В качестве возможных кандидатов рассматриваются — аксионы, аксионы могут представлять собой чрезвычайно легкие и многочисленные частицы. Их масса, согласно теоретическим расчетам, должна быть значительно меньше массы крупных бозонов, а при распаде они, предположительно, испускают пару фотонов. Поиски аксионов или хотя бы излучения, которое они создают, ведутся уже продолжительное время, однако пока не принесли никаких результатов.
Согласно выводам авторов новой статьи, эти частицы потенциально обнаружимы в межзвездном оптическом фоне. Научные расчеты показывают, что избыточное излучение может быть вызвано распадом аксионов в условиях сильного магнитного поля, при этом масса частиц находится в диапазоне от 8 до 20 электронвольт. Это значительно превышает предсказывают некоторые теории, — сотые и тысячные доли электронвольт. Для сравнения, масса электрона составляет около 0,5 мегаэлектронвольта.
Новые наблюдения способны подтвердить или опровергнуть результаты этих расчетов. На борту того же зонда New Horizons имеется прибор, предназначенный для работы в ультрафиолетовой области спектра. В дальнейшем планируется создание подобных телескопов, способных регистрировать даже самые высокоэнергетические волны, включая рентгеновское и гамма-излучение. Это позволит детализировать новую гипотезу и, возможно, впервые обнаружить частицы темной материи. Прошлые работы дают на это некоторую надежду.