Пульсары как детекторы тёмной материи: первые пределы для сверхлёгких частиц ✎ экспресс

Вселенная пронизана невидимой субстанцией — тёмной материей, чьё гравитационное влияние очевидно, но состав остаётся загадкой. Одна из гипотез предполагает, что она состоит из сверхлёгких частиц, масса которых настолько мала, что они проявляют волновые свойства, образуя своего рода космическую рябь. Чтобы зарегистрировать эту рябь, учёные обратились к самым стабильным природным «часам» — пульсарам.

Пульсары — это стремительно вращающиеся нейтронные звёзды, останки массивных светил, сжатые до размеров города. Их радиолучи, подобно лучу маяка, регулярно достигают Земли, и эта периодичность сопоставима с точностью атомных часов. Если бы через пространство, разделяющее нас и пульсар, проходила волна тёмной материи, она вызвала бы крошечные колебания гравитационного поля, что неизбежно отразилось бы на времени прихода импульсов — ритм дрогнул бы.

Анализ многолетних данных наблюдений за сетью пульсаров не обнаружил таких отклонений. Однако это не провал, а важный шаг: впервые были установлены верхние пределы на взаимодействие для двух конкретных кандидатов — сверхлёгких частиц (аксионов или аксионоподобных частиц) и тёмных фотонов (гипотетических переносчиков нового взаимодействия в секторе тёмной материи).