Descobrir “estrelas de áxion”, objetos cósmicos altamente instáveis e explosivos, pode ajudar os cientistas a saber mais sobre um dos maiores mistérios do Universo: a matéria escura.
Embora represente cerca de 85% da massa do Universo, essa substância que não interage com a luz permanece invisível aos olhos humanos. Os áxions, partículas de massa leve teorizadas desde 1977, emergem como suspeitos-chave para explicar esse fenômeno.
Uma pesquisa publicada este mês na revista Physical Review D revela que os áxions, ao se agruparem, produzem as chamadas estrelas de áxion com resultados explosivos, aquecendo o Universo e deixando sua marca na história cósmica.
“Os áxions são candidatos primordiais para a matéria escura. Descobrimos que, ao se unirem em aglomerados densos, podem aquecer o Universo como supernovas e estrelas comuns”, afirma Malcolm Fairbairn, membro da equipe e professor do King’s College London, na Inglaterra. Para ele, essa descoberta permite aos cientistas direcionar seus instrumentos para regiões específicas, aumentando as chances de encontrar os esquivos áxions.
Explosões de estrelas de áxion no início do Universo podem ter gerado a matéria escura
Embora a matéria escura não interaja com a luz, ela influencia a gravidade, como evidenciado pelo movimento de galáxias. A maioria das grandes galáxias, acreditam os cientistas, está envolta por halos de matéria escura. Se essa matéria escura é composta por áxions, implica a existência de regiões densamente povoadas dessas partículas, potencialmente formando estrelas de áxion explosivas.
Essas estrelas, ao atingirem uma massa crítica, tornam-se instáveis, resultando em explosões e liberação de radiação. A equipe de pesquisa sugere que essa radiação pode ter aquecido o gás entre as galáxias durante os primeiros 500 milhões de anos após o Big Bang.
A equipe defende que as explosões de estrelas de áxion no Universo primitivo podem ter deixado marcas no “fundo cósmico de micro-ondas” (CMB), uma radiação cósmica. A busca por essas marcas, usando ondas de rádio conhecidas como medida de 21 centímetros, poderia confirmar a natureza áxion da matéria escura.
Descobrir o número de estrelas de áxion pode revelar o potencial explosivo desses encontros de matéria escura, proporcionando insights sobre como essas explosões interagem com o gás intergaláctico. Essa informação, por sua vez, poderá ser essencial para entender o sinal oculto no CMB.
“A medição de 21 cm é vista como o futuro da cosmologia, desempenhando um papel crucial na busca pelo áxion”, destaca David Marsh, pesquisador do King’s College London e também coautor do estudo. “ “Atualmente, há uma enorme proliferação de buscas por áxions sendo construídas, incluindo projetos como o Dark Matter Radio. É um momento muito, muito emocionante para ser um astrofísico agora”.