粒子物理学家长期以来一直在寻找的假想暗物质粒子“轴子”，很可能就藏在“Magnificent Seven”这个中子星集团的过量 X 射线辐射中。
宇宙中有各种能组成普通物质的粒子，最常见的是质子、中子与电子，它们在某些环境下会相互碰撞，比如恒星内部或地球上的人造粒子加速器中。但宇宙中更多的是构成暗物质的不可见粒子，透过普朗克卫星数据得知，整个宇宙中常规物质仅占 4.9%，暗物质占了 26.8%，另外 68.3% 则为暗能量。
只不过暗物质不与电磁力产生作用，也就是说它们很少与其他粒子碰撞，只能透过重力效应略之一二，科学家认为暗物质可能是一种（或几种）粒子物理标准模型以外的新粒子，几种比较热门的假想暗物质粒子有：轴子（axion，未探测到）、大质量弱交互作用粒子（WIMP，未探测到）以及微中子（Neutrino，已探测到）。
从理论与实验来看，轴子一直是高能粒子物理学的主要寻找目标之一，科学家相信轴子可以存在宇宙任何地方，但它们与普通粒子的相互作用不强，因此我们至今都还没有找到任何证据。
一个中子星集团出现过量 X 射线辐射
2019 年时，美国密歇根大学团队观察到被昵称为“绝地 7 武士（the Magnificent Seven）”的中子星集团中，X 射线辐射莫名其妙增加，如果这些中子星属于脉冲星，应该会发出整个电磁波谱都能观测到的辐射，且可能淹没 X 射线特征，但分析结果确认这些中子星都很“典型”，既不是脉冲星，更没有发出无线电波。
研究人员试着对此作出各种解释，比如这个中子星集团附近可能藏有其他天体，然而若是这样，其他天体应该也会出现在 ESA 的 XMM-牛顿卫星或 NASA 的钱卓拉 X 射线望远镜数据中──但是没有；此外，中子星发出的应是低能量 X 射线（软 X 射线，注），但科学家观测到的却是硬 X 射线。
现在，由劳伦斯柏克莱国家实验室领导的团队针对此发现进一步提出推测，认为这些额外 X 射线很可能是由中子星核心所产生的轴子引起。
已知中子星表面的中子会经历 β 衰变转为电子、质子与微中子，不过根据理论，中子星核心的中子与质子碰撞可能产生轴子这种副产物，它们从核心被射出到外部强磁场并被转换成光子，研究团队认为，由于从轴子衰变的光子能量比其他光子还要多，可能因此导致中子星集团的 X 射线辐射出乎意料增加。
劳伦斯柏克莱国家科学家 Benjamin Safdi 表示，虽然还不敢说一定发现了轴子，但他们非常有信心过量 X 射线中一定有新东西，如果能确定新粒子，那将掀起物理学的巨大革命。
团队接下来目标放在同样具有强磁场的白矮星。如果也能在白矮星找到这种过量 X 射线，轴子存在其中的说法就会更加令人信服。新论文发表在《物理评论快报》（Physical Review Letters）。
注：在 X 射线中，波长短于 0.2~0.1 奈米的叫硬 X 射线，波长略大者称为软 X 射线。硬 X 射线与伽马射线中波长较长的部分重叠，因此二者区别在于辐射源而不是波长：X 射线光子产生于高能电子加速，伽马射线则来源于原子核衰变。
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（首图来源：pixabay）
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