Los axiones son partículas elementales hipotéticas introducidas en la teoría por Roberto Peccei y Helen Quinn en 1977 para resolver el llamado problema fuerte de CP en el modelo estándar de la física de partículas. Su nombre proviene de Frank Wilczek, quien vio en sus propiedades una semejanza con el detergente Axion: las partículas parecían "limpiar" la teoría de contradicciones. Hoy en día, los axiones se consideran uno de los candidatos más probables para ser las partículas de la materia oscura, esa sustancia misteriosa que no emite ni absorbe ondas electromagnéticas, pero se manifiesta a través de la interacción gravitacional, constituyendo alrededor del 85% de toda la materia del universo.
En el universo temprano, justo después del Big Bang, la materia oscura se hallaba en forma de un campo casi homogéneo de axiones, disperso como vapor en el espacio. Sin embargo, las fluctuaciones cuánticas generaron diminutas inhomogeneidades de densidad que actuaron como centros de condensación sobre los cuales ese "vapor" comenzó a reunirse en gotas. El proceso es análogo a cómo, en un vapor sobresaturado, microscópicas partículas de polvo desencadenan la formación de gotas de agua. Así, bajo su propia gravedad y el efecto de condensación de Bose, específico de los bosones, se formaron las estrellas de axiones: grumos compactos ligados gravitacionalmente, invisibles para los telescopios ópticos.
Estas "gotas" gravitacionales absorbieron, según las estimaciones, hasta la mitad de toda la masa de la materia oscura del universo. Esto explica por qué los detectores terrestres no registran un fondo uniforme de axiones: la mayoría de las partículas está encerrada dentro de las estrellas de axiones y solo ocasionalmente las abandonan. Sin embargo, al deambular a través de los campos magnéticos de las galaxias, las estrellas de axiones pueden generar potentes pero breves destellos en el rango de radio. Esto ocurre cuando los axiones en las capas superficiales de la estrella interactúan con el campo magnético externo, convirtiéndose en fotones, un proceso análogo al efecto Primakov para los piones neutros. Los radiotelescopios sensibles pueden captar tales señales y, analizándolas, reconstruir el panorama de la expansión del universo en diferentes épocas.
Si una estrella de axiones del tamaño de un balón de fútbol cayera en la Tierra, pesaría como el Everest, pero se hundiría a través del planeta casi sin notar resistencia.