Обычно массивы пульсаров используют для поиска гравитационных волн, отслеживая малейшие задержки в их «тиканье». Но теперь физики придумали новый трюк: они перестали смотреть на часы и начали следить за углом колебания света. Результат — самые строгие на сегодняшний день ограничения на существование одного из экзотических видов темной материи.
В начале 2026 года в журнале Physical Review Letters вышла работа, которая открывает новую главу в астрофизике. Коллаборация PPTA (Parkes Pulsar Timing Array) впервые использовала массив пульсаров не как «галактические часы», а как «галактический поляриметр» (Pulsar Polarization Array, PPA). Их цель — найти следы сверхлегких аксионоподобных частиц.
Мы знаем, что темная материя существует (она притягивает галактики, не давая им разлететься), но понятия не имеем, из чего она состоит. Один из популярных кандидатов — аксионы или сверхлегкие аксионоподобные частицы.
Если «обычная» темная материя (вимпы) представляется нам как тяжелые частицы, то сверхлегкие аксионы ведут себя скорее как волны. Причем волны размером с галактику. Физики называют такую концепцию «пушистой темной материей» (Fuzzy Dark Matter). Представьте, что наша Галактика заполнена невидимой жидкостью, которая постоянно колышется.
Теория гласит: если Вселенная заполнена таким аксионным полем, оно должно взаимодействовать со светом (электромагнитным полем) через так называемую связь Черна — Саймонса.
По-простому это работает так: когда линейно поляризованный свет летит сквозь аксионное поле, плоскость его поляризации должна слегка поворачиваться туда-сюда. Это похоже на эффект Фарадея в магнитном поле, только здесь вращение вызывает сама темная материя.
Астрономы взяли данные радиотелескопа Паркс (Murriyang) в Австралии. Они проанализировали наблюдения за 22 миллисекундными пульсарами. Пульсары — это идеальные маяки: они испускают мощные лучи радиоволн, которые часто сильно поляризованы.
Исследователи рассуждали так: если Земля и пульсары плавают в океане «пушистой» темной материи, то угол поляризации приходящего к нам света должен осциллировать (дрожать) с определенной частотой, зависящей от массы аксиона.
Спойлер: дрожания не нашли.
Но в науке отсутствие результата — это тоже результат, и часто очень важный. Поскольку астрономы не увидели никаких аномальных колебаний поляризации, они смогли сказать: «Если аксионы в этом диапазоне масс и существуют, то они взаимодействуют со светом слабее, чем вот это значение».
Результаты впечатляют:
- Новый метод работает. Это был первый в истории анализ с использованием массива пульсаров именно для поляриметрии (PPA), а не только для тайминга (PPTA).
- Рекордная точность. Для аксионов с массой в диапазоне
10-22 - 10-21электронвольт ученые установили самые жесткие ограничения в мире. Они превзошли предыдущие лимиты, полученные при наблюдении за сверхмассивными черными дырами и реликтовым излучением.
До сих пор массивы пульсаров были известны в основном благодаря громкому открытию фона гравитационных волн (тех самых, что «растягивают» пространство-время и сбивают ритм пульсаров).
Эта работа показывает, что те же самые данные, которые собирались десятилетиями (в данном случае использовался третий релиз данных PPTA), можно использовать совершенно иначе. Просто перестав смотреть на время прихода импульса и взглянув на его «форму» (поляризацию), мы получаем новый мощный детектор фундаментальной физики.
Кольцо вокруг гипотезы «пушистой» темной материи сжимается. Если она и есть, то прячется очень искусно.
Читайте также: Загадочный пульсар вращается в сотни раз медленнее, чем это возможно
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.
