Mysterieuze snelle radiovlammen, waarover wetenschappers al tien jaar ruzie maken, kunnen volgens het online magazine New Scientist ontstaan door de botsing van grote clusters van donkere materie met zwarte gaten.
“Als er een groot aantal clusters van donkere materie uit de axionen aanwezig zijn in de centra van sterrenstelsels, dan zouden zulke 'donkere sterren' vaak moeten botsen met de accretieschijf van een superzwaar zwart gat. Het krachtige magnetische veld van de schijf zou ervoor moeten zorgen dat sommige axions uiteenvallen, en een flits veroorzaken die ons bereikt in de vorm van een snelle radioflitsen”, zegt Aiichi Iwazaki, een astronoom aan de Nisogakusha Universiteit in Tokio, Japan.
Voor het eerst begonnen astronomen te praten over het bestaan van mysterieuze uitbarstingen van radiostraling (fast radio-burst, FRB) in 2007, toen ze per ongeluk werden ontdekt tijdens observaties van radiopulsars met behulp van de Parks-telescoop (Australië).
In de daaropvolgende jaren slaagden wetenschappers erin om sporen te vinden van nog negen van dergelijke uitbarstingen, waarvan een vergelijking aantoonde dat ze van kunstmatige oorsprong kunnen zijn en zelfs mogelijk signalen van buitenaardse beschavingen kunnen zijn vanwege de onverklaarbare periodiciteit in hun structuur.
Afgelopen voorjaar ontdekten wetenschappers dat de bron van een van deze FRB-fakkels een elliptisch sterrenstelsel was op 6 miljard lichtjaar van de Melkweg. Dit bracht hen tot de conclusie dat dergelijke uitbarstingen ontstaan tijdens het samensmelten van neutronensterren of andere compacte objecten die in een zwart gat veranderen. Vervolgens ontdekten astrofysici dat FRB-fakkels werden herhaald, waardoor deze theorieën in twijfel werden getrokken.
De ongebruikelijke eigenschappen van deze radioflitsen, waardoor ze niet in verband kunnen worden gebracht met supernova-explosies of versmeltingen van zwarte gaten of pulsars, zoals Iwazaki opmerkt, deden hem denken aan meer exotische versies van de geboorte van dergelijke 'buitenaardse signalen'.
Alle FRB-fakkels die astronomen kennen, vonden volgens de astronoom plaats in de centra van verre sterrenstelsels, en hun meest waarschijnlijke bron zijn hoogstwaarschijnlijk superzware zwarte gaten in hun centra. Wat zou ervoor kunnen zorgen dat ze zulke korte en felle flitsen genereren, die alleen zichtbaar zijn in het radiobereik?
Zoals de berekeningen van Iwazaki laten zien, kunnen fakkels van vergelijkbare lengte, kracht en frequentie exotische "donkere sterren" veroorzaken - clusters van donkere materiedeeltjes met een diameter van ongeveer 94 kilometer die het centrale deel van sterrenstelsels bewonen. Dergelijke structuren, zoals gesuggereerd door de Japanse astronoom, zouden niet moeten bestaan uit klassieke superzware deeltjes van donkere materie, de zogenaamde "watjes", die op geen enkele manier interactie hebben met zichtbare materie, maar uit axionen, hun ultralichte analogen, die qua eigenschappen vergelijkbaar zijn met neutrino's.
Promotie video:
Volgens de wetenschapper moeten axions een interactie aangaan met de sterkste magnetische velden die bestaan in de zogenaamde accretieschijf - een "ring" van gloeiende materie die het zwarte gat omgeeft. Als ze ermee botsen, vervallen een deel van de axionen in de "donkere ster" in fotonen en genereren ze krachtige elektrische velden. Deze velden versnellen de elektronen die in de donut aanwezig zijn en zorgen ervoor dat ze bundels van hoogenergetische fotonen produceren, waarvan de fysische eigenschappen bijna perfect overeenkomen met hoe FRB-fakkels eruit zien.
Dit mechanisme van de geboorte van 'buitenaardse signalen' verklaart volgens Iwazaki al hun eigenaardigheden, inclusief het feit dat hun bronnen voor ons onzichtbaar blijven in het ultraviolette en röntgenbereik, evenals waarom ze worden herhaald, maar tegelijkertijd niet periodiek zijn. zoals radiosignalen van pulsars. Aan de andere kant hebben wetenschappers nog geen sporen gevonden van het bestaan van axions, en hoogstwaarschijnlijk is de bron van FRB-fakkels een ander kosmisch fenomeen van minder exotische aard.
