Was wäre, wenn tote Sterne zu Werkzeugen würden, um unsichtbare Teilchen zu entdecken? Diese Idee treibt eine neue Forschung an, die Weiße Zwerge – die Überreste von Sternen wie unserer Sonne nach dem Ende ihres Lebens – nutzt, um Axionen aufzuspüren, hypothetische Teilchen, die mit dunkler Materie in Verbindung gebracht werden.
Die vor mehreren Jahrzehnten vorgeschlagenen Axionen, ursprünglich zur Lösung eines Rätsels über die Kernkräfte, werden heute als mögliche Kandidaten für die dunkle Materie betrachtet, diese unsichtbare Komponente, die einen großen Teil des Kosmos ausmacht. Obwohl sie schwer fassbar sind, könnte ihre Existenz indirekte Spuren in der Entwicklung von Sternen hinterlassen.
Das Wissenschaftsteam untersuchte archivierte Daten des
Hubble-Weltraumteleskops und richtete sein Augenmerk auf die Weißen Zwerge im Kugelsternhaufen 47 Tucanae. Diese Himmelskörper sind ein ideales Labor, da sie alle gleichzeitig entstanden sind und so eine einheitliche Stichprobe für die Analyse ihrer Abkühlung liefern. Anschließend wurden Simulationen eingesetzt, um den potenziellen Einfluss von Axionen auf die Temperatur dieser Sterne vorherzusagen.
In bestimmten Modellen könnten die Elektronen in den Weißen Zwergen, die sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit bewegen, Axionen erzeugen. Diese Teilchen würden dann entweichen und dabei Energie mitnehmen, was die Abkühlung der Sterne beschleunigt. Die Forscher haben diesen Mechanismus in eine Simulationssoftware integriert, um diese Vorhersagen mit den tatsächlichen Beobachtungen zu vergleichen.
In den Ergebnissen wurden keine bemerkenswerten Spuren einer auf Axionen zurückzuführenden Abkühlung festgestellt. Diese Arbeit ermöglichte es, neue Grenzwerte für die Wechselwirkung zwischen Elektronen und Axionen festzulegen, und zeigte, dass dieser Prozess, falls er existiert, äußerst schwach wäre. Diese Erkenntnisse bieten somit eine klarere Sicht auf die im Kosmos denkbaren Phänomene.
Diese Beobachtungen schließen die Existenz von Axionen nicht aus, lenken die Untersuchungen aber in andere Richtungen.
Quelle: arXiv