17 Ağustos 2017’de, Amerika Birleşik Devletleri’ndeki LIGO lazer interferometre yerçekimsel dalga gözlemevi ve İtalya’daki Başak dedektörü, iki nötron yıldızının birleşmesinden kaynaklanan yerçekimsel dalgaları tespit etti. Bu olay hem yerçekimsel dedektörler hem de Dünya ve uzaydaki onlarca teleskop tarafından gözlemlendi.
GW170817 olarak bilinen bu olay, eksen benzeri parçacıklar üzerinde yeni kısıtlamalar elde etmek için gözlemleri analiz eden McDonnell Uzay Bilim Merkezi araştırmacısı Bhupal Dev’in yeni araştırmasına ilham verdi. Bu varsayımsal parçacıklar doğrudan gözlemlenmemiştir ancak standart modelin birçok uzantısında görünmektedirler.
Axionlar, karanlık maddeyi oluşturmaya aday olan varsayımsal parçacıklardır. En azından, zayıf etkileşime giren bu parçacıklar, Evrenin iyi çalışılmış kısmını bilinmeyene bağlayan bir tür “portal” görevi görebilir.
Dave’e göre, nötron yıldızı birleşmelerinden kalanlar, eksenler de dahil olmak üzere egzotik parçacıkların oluşumu için ideal koşulları yaratıyor: “Kalıntı, bağlı olarak daha büyük bir nötron yıldızına veya kara deliğe çökmeden önce yaklaşık bir saniye boyunca tek tek yıldızlardan çok daha sıcak hale geliyor. ilk kitleler”. Bu yeni parçacıklar füzyon bölgesini terk eder ve kaynaklarından uzakta parçacıklara, genellikle de fotonlara bozunabilir.
Çalışma sonucunda bilim insanları, kaçan parçacıkların, NASA’nın Fermi-LAT gibi gama ışını teleskopları kullanılarak tespit edilebilecek benzersiz elektromanyetik sinyaller üretebildiğini keşfetti. Araştırma ekibi bu elektromanyetik sinyallerin spektral ve zamansal bilgilerini analiz etti ve sinyalleri astrofiziksel arka plandan ayırt edebildi. Bilim adamları daha sonra eksen kütlesinin bir fonksiyonu olarak eksen-foton etkileşimleri üzerinde yeni kısıtlamalar elde etmek için GW170817 olayından elde edilen Fermi-LAT verilerini kullandılar. Elde edilen sonuçlar laboratuvar deneylerinden elde edilen sınırlamaları tamamlıyordu.
Gelecekteki araştırmalar, nötron yıldızı birleşmeleri sırasında ölçümler yapmak ve eksen benzeri parçacıkların anlaşılmasını geliştirmek için Fermi-LAT gibi gama ışını teleskoplarının veya Gelişmiş Parçacık-Astrofizik Teleskobu (APT) gibi gama ışını algılama görevlerinin kullanımına güvenebilir. Aşırı koşullar, evrendeki tüm maddenin kayıp %85’inin anlaşılmasında kritik olabilecek karanlık sektör parçacıklarının araştırılması için yeni fırsatlar sunuyor.