Axions de matéria escura possivelmente encontrados perto das Magníficas 7 estrelas de nêutrons

Um novo estudo propõe que axions misteriosos podem ser encontrados em raios-X provenientes de um aglomerado de estrelas de nêutrons.

Axions de matéria escura possivelmente encontrados perto das Magníficas 7 estrelas de nêutrons

Uma renderização do telescópio espacial XMM-Newton (missão multi-espelho de raios-X).



Crédito: D. Ducros; ESA / XMM-Newton, CC BY-SA 3.0 IGO
  • Um estudo conduzido pelo Laboratório de Berkeley sugere que axions podem estar presentes perto de estrelas de nêutrons conhecidas como os Sete Magníficos.
  • Os axions, teorizadas como partículas fundamentais, poderiam ser encontrados nos raios-X de alta energia emitidos pelas estrelas.
  • Axions ainda não foram observados diretamente e podem ser responsáveis ​​pela indescritível matéria escura.

  • Um estudo promete tentadoramente uma possível localização para novas partículas elementares chamadas axions, que também podem constituir a elusiva matéria escura. Uma equipe liderada por um físico teórico deLaboratório Nacional Lawrence Berkeley do Departamento de Energia dos EUA (Berkeley Lab)identificou axions como a fonte potencial dos raios-X de alta energia que saem de um aglomerado de estrelas de nêutrons chamado Magnificent Seven.



    Os axions foram teorizados pela primeira vez como partículas fundamentais já na década de 1970, mas ainda não foram observados diretamente. Curiosamente, a ideia do nome 'axion' veio ao físico teórico Frank Wilczek de uma marca de sabão em pó. Se existissem, seriam produzidos no núcleo das estrelas, convertendo-se em fótons (partículas de luz) ao encontrar campos eletromagnéticos. Os axions provavelmente teriam pequenas massas e entrariam em contato com outras matérias muito raramente e de uma forma difícil de detectar.

    Eles também podem ser responsáveis ​​pela matéria escura, que poderia compreender cerca de 85% do universo conhecido, mas também ainda não foi vista. Achamos que sabemos sobre isso por seus efeitos gravitacionais. Se os axions forem reais, eles podem ser responsáveis ​​por essa massa 'ausente' do universo. As observações astronômicas nos dizem que a matéria visível, incluindo todas as galáxias com suas estrelas, planetas e tudo o mais que podemos conceber no espaço ainda está menos de um sexto da massa total de toda a matéria do universo. Acredita-se que a matéria escura compõe o resto. Portanto, encontrá-lo e encontrar eixos pode ser transformador para nossa compreensão de como o universo realmente funciona.



    O novo artigo do Berkeley Lab propõe que o Magnificent Seven, um grupo de estrelas de nêutrons que está a centenas de anos-luz de distância (mas relativamente não tão longe), pode ser um candidato perfeito para localizar os áxions. Essas estrelas, surgindo como núcleos colapsados ​​de estrelas supergigantes massivas, têm campos magnéticos muito fortes e apresentam uma abundância de raios-X. Eles também não são pulsares, que emitem radiação em comprimentos de onda variados e provavelmente obscureceriam a assinatura de raios-X que os pesquisadores detectaram.

    O estudo utilizou dados dos telescópios de raios-X XMM-Newton da Agência Espacial Européia e Chandra da NASA para descobrir altos níveis de emissões de raios-X das estrelas de nêutrons.

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    Benjamin Safdi, do grupo de teoria da Divisão de Física do Laboratório de Berkeley que liderou o estudo, disse que ainda não está dizendo que encontrou os áxions, mas está confiante de que os Sete Magníficos Raios-X são um lugar fértil para olhar.



    'Estamos bastante confiantes de que esse excesso existe, e muito confiantes de que há algo novo entre esse excesso', disse Safdi. 'Se tivéssemos 100% de certeza de que o que estamos vendo é uma nova partícula, isso seria enorme. Isso seria revolucionário na física. '

    Axions são Dark Matter?

    O pesquisador de pós-doutorado Raymond Co da Universidade de Minnesota, que também esteve envolvido no estudo, confirmado que 'É uma descoberta excitante do excesso nos fótons de raios-X, e é uma possibilidade excitante que já é consistente com nossa interpretação dos áxions'.

    Com base nessa pesquisa, os cientistas também planejam usar telescópios espaciais como NuStar focar nos excessos de raios-X, bem como examinar estrelas anãs brancas, que também possuem fortes campos magnéticos, tornando-as mais uma possível localização para os axions. 'Começa a ser bastante convincente que isso é algo além do modelo padrão se vemos um excesso de raios-X lá, também,' disse Safdi.

    Além do Berkeley Lab, o estudo atual também envolveu o apoio dea Universidade de Michigan, a Fundação Nacional de Ciências, o Instituto de Física Teórica de Mainz, o Instituto de Física de Partículas e Astro de Munique (MIAPP) e o departamento de Teoria do CERN.

    Confira o estudo publicado em Cartas de revisão física.

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