Credit: UvA
In mijn Astroblog van afgelopen vrijdag had ik het over neutronensterren die omhuld zouden zijn in wolken van axionen, hypothetische deeltjes die kandidaat-donkere materie zijn. Volgens de auteurs van het wetenschappelijke artikel zouden die axionen moeten leiden tot krachtige observationele signalen. Ze worden op hun wenken bediend, want één dag na de blog zie ik een ander artikel verschijnen, dat gaat over de effecten die axionen hebben op de radiostraling van pulsars – dat zijn neutronensterren, wiens bundel van straling precies naar de aarde is gericht – en hoe die effecten te meten zouden zijn.
Andrea Caputo, Samuel Witte, Alexander Philippov en Ted Jacobson (Department of Theoretical Physics, CERN) hebben berekeningen gedaan naar de axionen bij pulsars. Ze keken daarbij naar axionen met een massa tussen 10^-9 en 10^-4 electronvolt (eV). In de extreme omstandigheden van de pulsar, met z’n enorme zwaartekracht, zouden de axionen in interactie kunnen komen met de elektromagnetische wisselwerking en dat zou van invloed zijn op de fotonen. Dat zou vooral bij de magnetische polen moeten gebeuren.
Credit: Andrea Caputo et al.
Afhankelijk van de massa van de axionen zouden twee effecten merkbaar moeten zijn. Pulsars hebben een sterke dipoolachtige magnetosfeer, die als een soort van vuurtoren periodiek pulsen van radiostraling de ruimte in slingert. Het blijkt dat lichte axionen (m<10^-7 eV) de straling af en toe zal haperen, zal verminderen en dat betekent dat er af en toe een puls zal wegvallen. De pulsar zal dan quasi-periodiek zijn, zoals dat heet, hetgeen meetbaar zou moeten zijn. Bij zwaardere axionen gebeurt er iets anders. Die zouden moeten leiden tot de vorming van kortstondige nauweband-emissie van straling. Die straling zou zeer helder moeten zijn, in het geval van de bekende Krabpulsar wel 38 Jansky. Ook die straling zou meetbaar moeten zijn, mits het onderscheiden kan worden van de ‘gewone’ radiostraling van de pulsar.
Meer hierover is te lezen in het vakartikel Pulsar Nulling and Vacuum Radio Emission from Axion Clouds van Andrea Caputo, Samuel J. Witte, Alexander A. Philippov, Ted Jacobson, te publiceren in Physical Review Letters.
Bron: Astrobites.
