Deze axionsterren kunnen onstabiel worden boven een bepaalde massadrempel en exploderen in elektromagnetische straling en fotonen – lichtdeeltjes, zoals in meer detail getoond door Liina Chung-Jukko. De wetenschappers suggereren dat deze explosies het potentieel hebben om het intergalactische gas te hebben verwarmd dat tussen sterrenstelsels bestaat in de tijd tussen de oerknal en de vorming van de eerste sterren, 50 tot 500 miljoen jaar na het begin van het universum.

Dit zou de manier veranderen waarop kosmische achtergrondstraling (CMB) – de elektromagnetische straling die de hele ruimte vult – er tijdens deze periode uit zou zien. Wetenschappers kunnen deze straling momenteel waarnemen via radiogolven met behulp van een methode die 21 cm-meting wordt genoemd.

Door op deze manier te zoeken naar signalen van waar axionsterren in het vroege of huidige heelal zijn geëxplodeerd, kunnen wetenschappers deze methoden mogelijk gebruiken om de tot nu toe onopgemerkte axionen op te sporen en de bron van sommige, zo niet alle, donkere materie te ontdekken.

Malcolm Fairbairn zei:‘Coherente axionsterren, zelfs degenen die relatief compact zijn, hebben het potentieel om in een halo van elektromagnetisme en licht uit te barsten. Als we weten welke structuren axion donkere materie kan vormen en de impact ervan op omringend intergalactisch gas, kan dit nieuwe inzichten opleveren. manieren om dit te detecteren.

"Het kunnen vinden van het axion zou ons waarschijnlijk helpen een van de grootste wetenschappelijke vragen op te lossen, waar al meer dan een eeuw aan wordt gewerkt, en de geschiedenis van het vroege heelal blootleggen."

Door het totale aantal axionsterren in het universum te berekenen, en bij uitbreiding hun latente explosieve potentieel op intergalactisch gas, heeft het team ook vermoed dat de grootte van het signaal van axionsterren in de CMB zou worden afgegeven. Hierdoor zouden metingen van 21 cm nauwkeurig kunnen categoriseren wat wel en niet afkomstig is van axions, wat helpt bij het zoeken.

Het werk van King's sluit zich aan bij een groeiend koor onder de wetenschappelijke gemeenschap die op zoek is naar het axion als de belangrijkste kanshebber voor donkere materie. David Marsh zei:"21 cm-meting wordt algemeen gezien als de toekomst van de kosmologie, en de rol die het speelt in de zoektocht naar de axion is daar een belangrijke reden voor. Er wordt momenteel een enorme toename aan axion-zoekopdrachten uitgevoerd, waaronder projecten als Dark Matter Radio. Het is een heel, heel opwindende tijd om astrofysicus te zijn

Meer informatie: Miguel Escudero et al, Axion-sterexplosies:een nieuwe bron voor indirecte detectie van axionen, Fysieke recensie D (2024). DOI:10.1103/PhysRevD.109.043018

Xiaolong Du et al, Soliton-fusiepercentages en verbeterd verval van donkere materie in de axionen, Physical Review D (2024). DOI:10.1103/PhysRevD.109.043019

Journaalinformatie: Fysieke beoordeling D

Aangeboden door King's College London