參宿四正在製造“暗物質”,而科學家竟一無所知

所以它究竟製造了沒有呢?

參宿四正在製造“暗物質”,而科學家竟一無所知

變暗的參宿四。ESO / M。 Montargès

距離地球520光年的參宿四似乎玩了人類一把。2019年底它突然變暗,很多人以為它要炸。但時至今日,它卻還是毫無動靜。

研究結果顯示,參宿四的突然變暗,可能只是因為它朝著地球的方向丟擲了一團塵埃。

但參宿四丟擲的可能不只有塵埃。理論上,它還可能是一個“暗物質”的製造基地。

根據部分理論,像參宿四這樣既巨大又熾熱的恆星,其核心會產生一種目前尚未被證實的粒子——軸子(axions)。

而佔宇宙質量總和大部分的神秘物質——“暗物質”,可能就是由這種質量僅為電子百萬甚至十億分之一的假想粒子構成的。

在強磁場中,光子有一定的機率變成軸子。恆星核心同時擁有製造軸子的兩大條件——光子和磁場。質量為太陽20倍的參宿四,理論上完全可以成為一個巨大的軸子製造基地。

假如參宿四真是一個軸子製造基地,我們應該能夠探測到它存在的蛛絲馬跡。在銀河系磁場的作用下,一部分軸子能夠重新變成光子。這些光子會以X射線的形式表現出來。

作為一顆衰老的恆星,參宿四隻能產生少量的X射線。所以,假如我們發現參宿四產生了超量的X射線,就意味著它可能正在製造軸子。

最新的觀測結果表明,參宿四產生的X射線似乎在正常範圍以內。但是研究人員認為,這有可能與軸子和光子相互作用的機率比較低有關。在嘈雜的銀河系星際空間中,這樣的相互作用機率可能只有實驗室裡的三分之一。

當然即使發現了超量的X射線,也還不足以證明參宿四正在製造軸子。科學家首先必須排除其他所有可能。

理論上,假如我們能夠發現參宿四正在製造軸子,其意義不僅在於我們發現了暗物質。透過分析這些軸子的產生,我們還能知道究竟什麼時候參宿四會爆炸。

參考

Constraints on Axion-Like Particles from a Hard X-Ray Observation of Betelgeuse

http://meetings。aps。org/Meeting/APR21/Session/X20

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