Дослідники представили результати моделювання, які показують, що наявність темної матерії може пояснити незвичайну яскравість космічного оптичного фону. Розпад аксіонів – частинок темної матерії – на фотони відповідає спостереженням, отриманим кораблем “Нові горизонти” за орбітою Плутона.
Космічний оптичний фон – це випромінювання у видимому діапазоні спектра, яке відповідає всім об’єктам, розташованим за межами нашої Галактики. Через багато світлових перешкод його дуже важко виміряти з Землі. Найбільш точні на сьогодні дані були отримані зондом “Нові горизонти”, який після обльоту Плутона відправився до зовнішніх кордонів Сонячної системи.
У відсутності яскравого світіння Сонця і розсіяного випромінювання від планет та інших об’єктів Сонячної системи, інструменти корабля провели вимірювання космічного оптичного фону. Виявилося, він в два рази яскравіше, ніж припускають теоретичні моделі, засновані на оцінці яскравості відомих об’єктів Всесвіту.
Первісною гіпотезою вчених було те, що надлишок випромінювання дають поки невідомі галактики і зірки, розташовані за межами Чумацького Шляху. У новій роботі дослідники показали, що альтернативна модель, яка включає гіпотетичні частинки темної матерії, краще пояснює виявлені невідповідності.
Аксіон – це гіпотетична частинка, яка була введена для пояснення невідповідностей квантової хромодинаміки. Передбачається, що такі частинки розпадаються на два фотони. У своїй роботі вчені показали, що аксіони з масою від 8 до 20 еВ могли б пояснити надлишковий потік при певній швидкості розпаду.
Розуміння можливих діапазонів мас гіпотетичних частинок допомагає уточнити методи їх пошуку. Хоча поки це тільки теорія, у своїй роботі вчені пропонують експериментальні способи, які могли б перевірити її точність, підтвердити або спростувати існування частинок із заданими властивостями.