藤田智弘 理学研究科? 日本学术振兴会特别研究员、田崎亮 东北大学 研究員、當真賢二 同准教授らは、暗黒物質研究とそれとは全く別に発展してきた惑星形成研究とを融合し、暗黒物質がアクシオンと呼ばれる素粒子であるかどうかを検証する新しい方法を発見しました。
生まれたての星のまわりには原始惑星系円盘というガスと尘からなる円盘状の天体があり、そこからやってくる光は綺丽な同心円状の偏光パターンを持っています。しかし、偏光は地球に伝わるまでにアクシオンの影响を受けるため、この同心円构造が乱れて観测されることが予想されます。
今回、すばる望远镜が取得した原始惑星系円盘の観测データを分析した结果、このような偏光パターンの乱れは见つかりませんでした。一般に、アクシオンを発见する际には、それが光に与える影响を通して间接的に検出します。その影响の度合いを示すパラメータを「结合定数」といいますが、これまでの研究によって「结合定数」には上限値が设けられていました。
本研究で开発した探査法は、この上限値を10倍以上小さく更新しました。すなわち、アクシオンを探索すべき観测范囲を飞跃的に绞り込むことに成功しました。今后はさらに高精度の観测によって、暗黒物质アクシオンの兆候を発见できる可能性があります。
本研究成果は、2019年5月14日に、国際学術誌「Physical Review Letters」のオンライン版に掲載されました。
図： 原始惑星系円盘の偏光が地球に伝わる途中でアクシオンに影响を受けるイメージ
详しい研究内容について
书誌情报
【顿翱滨】
Tomohiro Fujita, Ryo Tazaki, and Kenji Toma (2019). Hunting Axion Dark Matter with Protoplanetary Disk Polarimetry. Physical Review Letters, 122(19):191101.
