Rentgenová observatoř XMM-Newton. Kredit: D. Ducros; ESA/XMM-Newton.

Ve vzdálenosti přes 400 světelných let od Země se nachází podivuhodná skupina mladých a pořádně žhavých neutronových hvězd. Astronomové je pokřtili na „Magnificent Seven“, čili Sedm statečných. V poněkud sušším odborném slangu to jsou XDINS (X-ray Dim Isolated Neutron Stars) nebo též XINS. Všech sedm objevila na přelomu tisíciletí německá vesmírná observatoř ROSAT.

Nejde jen o luxusní přezdívku. Sedm statečných neutronových hvězd vyzařuje extrémně energetické rentgenové záření, se kterým si vědci moc nevědí rady. Benjamin Safdi z amerických laboratoří Lawrence Berkeley National Laboratory a jeho kolegové navrhují zajímavé vysvětlení. Prý by za tím mohly být axiony, hypotetické částice s velmi malou hmotností, které by se měly měnit na fotony v přítomnosti magnetického pole. Asi není nutné dodávat, že axiony jsou teď mezi předními kandidáty na částice temné hmoty, i když jsou rozhodně stále dost kontroverzní. O axionech se mluví už od sedmdesátých let, nikdy ale ještě nebyly pozorovány či potvrzeny nějakým experimentem.

Benjamin Safdi.

Kredit: LBNL.

Safdiho tým využil superpočítače k modelování chování axionů v neutronových hvězdách. Podle jejich představy axiony vznikají v nitru neutronových hvězd a pak se v jejich silném magnetickém poli mění na fotony. Podle jejich výsledků by se axiony měly chovat podobně jako jiné velmi lehké částice, neutrina.

Výzkumu Sedmi statečných představuje pozoruhodnou příležitost. Jak říká Safdi, extrémní rentgenové záření Sedmi statečných nepochybně existuje. Ať už jsou za tím axiony anebo ne, je to bezesporu pozoruhodný jev, za kterým se nejspíš skrývá nějaká nová fyzika nebo alespoň doposud neznámý mechanismus.

Lawrence Berkeley National Laboratory, logo.

Vzhledem ke svému stáří by neutronové hvězdy Sedmi statečných měly vyzařovat UV paprsky a nízkoenergetické rentgenové záření. Astronomové ovšem detekovali příliv vysokoenergetického rentgenového záření. Takové záření bychom čekali od pulsarů, což jsou vlastně také neutronové hvězdy, jen v řekněme „majákovém“ módu. Nicméně, ani jedna ze Sedmi statečných neutronových hvězd není pulsarem. Vědci šli ještě dál a zjišťovali, jestli skupina Sedmi statečných nezakrývá nějaký vzdálenější zdroj vysokoenergetického rentgenového záření. Prohledali danou oblast vesmírnými rentgenovými teleskopy XMM-Newton a Chandra, ale nic takového nenašli.

Safdi s kolegy zdůrazňují, že neohlašují objev axionů. Jen říkají, že mohou vysvětit pozorované záhadné vysokoenergetické rentgenové záření Sedmi statečných pomocí axionů. V budoucnu hodlají pátrat po podobných jevech například u bílých trpaslíků. Ani tato jádra vyhořelých menších hvězd by neměla vyzařovat vysokoenergetické rentgenové paprsky, ale Safdiho tým se domnívá, že i tam by mohly vznikat axiony.

Literatura

Live Science 19. 1. 2021.

Physical Review Letters 126: 021102.