Yakınlardaki bir süpernovadan gelen gama ışınlarının tespit edilmesi halinde, evrendeki maddenin %85’ini oluşturan karanlık madde arayışı tamamlanmak üzere olabilir. Karanlık madde için en olası aday, dünyanın dört bir yanındaki araştırmacıların tespit etmeye çalıştığı hafif bir parçacık olan axion’dur.
Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’ndeki astrofizikçiler, eksenin bir süpernova patlamasından kaynaklanan gama ışınlarının tespit edilmesinden birkaç saniye sonra tespit edilebileceğini söylüyor. Aksionlar, eğer varsa, büyük kütleli bir yıldızın çekirdeğinin bir nötron yıldızına dönüşmesinden sonraki ilk 10 saniye içinde büyük miktarlarda üretilecektir. Bu eksenler yıldızın yoğun manyetik alanında serbest kalacak ve yüksek enerjili gama ışınlarına dönüşecek.
Yörüngedeki tek gama ışını teleskopu olan Fermi Gama ışını Uzay Teleskobu patlama anında süpernovaya doğrultulursa eksenlerin tespiti mümkündür. Ancak teleskobun görüş alanı dikkate alındığında böyle bir olayın meydana gelme ihtimali yaklaşık 10’da 1’dir.
Gama ışınlarının tek bir tespiti, eksenin kütlesinin, özellikle de QCD ekseninin, çok çeşitli teorik kütleler üzerinden kesin olarak belirlenmesine olanak sağlayacaktır. Ancak tespit edilememesi, eksen için geniş bir potansiyel kütle aralığını göz ardı edecek ve karanlık maddeye yönelik mevcut araştırmaların çoğunu geçersiz kılacaktır.
Sorun, gama ışınlarının tespit edilebilecek kadar parlak olması için süpernovanın galaksimizde veya onun uydu galaksilerinden birinde olması gerektiğidir. Yakındaki yıldızlar ortalama olarak her birkaç on yılda bir patlar. Yakınlardaki son süpernova 1987 yılında Samanyolu’nun uydularından biri olan Büyük Macellan Bulutu’nda patladı. O zamanlar, artık kullanılmayan Solar Maximum Mission gama ışını teleskopu süpernova yönüne doğrultulmuştu, ancak gama ışınlarının tahmin edilen yoğunluğunu tespit edecek kadar hassas değildi.
“Modern bir gama ışını teleskopuyla Supernova 1987A gibi bir süpernovayı görseydik, bu QCD eksenini parametre uzayının çoğunda tespit edebilir veya dışlayabilirdik. Ve tüm bunlar 10 saniye içinde gerçekleşecek” dedi Berkeley’deki Kaliforniya Üniversitesi’nde fizik profesörü ve Physical Review Letters dergisinde yayınlanan makalenin baş yazarı Benjamin Safdie.
Araştırmacılar, yakın Evren’de uzun zamandır beklenen bir süpernova patladığında, eksenlerin ürettiği gama ışınlarını görmeye hazır olmayacağımızdan endişe ediyor. Gökyüzünün %100’ünü 7/24 kapsayacak şekilde bir veya daha fazla gama ışını teleskopunun fırlatılmasını ve herhangi bir gama ışını patlamasını mutlaka yakalayacaklarını öneriyorlar. Hatta gökyüzü çapındaki gama ışını uydu takımyıldızları için bir isim bile önerdiler: Süpernova için GALactic AXion Instrument veya GALAXIS.
Safdie, “Yarın bir süpernova patlarsa ve bir eksen tespit etme fırsatını kaçırırsak çok yazık olur; böyle bir olay bir 50 yıl daha gerçekleşmeyebilir” dedi.
