Partícula de matéria escura não é encontrada na estrela Betelgeuse

No início do ano, pesquisadores do MIT apresentaram um estudo que usava a famosa estrela Betelgeuse na tentativa de detectar o áxion, uma partícula hipotética que, se existir mesmo, poderia ser o componente da misteriosa matéria escura do universo. O resultado dessa busca foi negativo, mas isso traz resultados úteis que foram apresentados na última terça-feira (20).

• Aglomerado de estrelas destruído revela indícios de matéria escura na Via Láctea
• Matéria escura e antimatéria podem estar relacionadas desde início do universo
• Será? Energia escura pode ser parte da matéria escura, segundo estudo

Assim como matéria escura — que supera e muito a matéria comum do universo —, os axions não devem interagir muito com as partículas luminosas, mas há uma pequena probabilidade de que os fótons (partículas da luz), possam se converter em axions na presença de um campo magnético forte. Além disso, os axions poderiam se converter novamente em fótons através de um processo semelhante.

Os fótons existem em quantidades incalculáveis no núcleo termonuclear de uma estrela, e a Betelgeuse é grande o suficiente para ser uma boa fonte dessas partículas e de magnetismo. Com quase 20 vezes a massa do Sol, poderia ser uma imensa fábrica de axions, e melhor ainda, fica bem pertinho de nós, apenas a 520 anos-luz de distância. Se os fótons se converterem em áxions ao passar pelo campo magnético extremo da estrela, eles também devem vir em direção à Terra em grande número.

Se esse áxion, em sua jornada pelo cosmos, fazendo parte daquilo que chamamos de “matéria escura”, de repente se deparar com outro campo magnético intenso, como o próprio campo da Via Láctea, ele voltaria a ser um fóton, provavelmente um de alta energia, como um raio-X. Isso emitiria um flash brilhante que denunciaria a existência do áxion — e os cientistas que fossem capazes de flagrar esse evento entrariam para a história da física.

Essa é a hipótese que a equipe do MIT tentaram comprovar através da Betelgeuse, uma estrela gigante e bem mais fria que o Sol, perto do fim de sua vida. Ela dificilmente emite raios-x, então se o efeito de conversão das partículas estiver correto e se áxions existem, eles poderiam ser encontrados ali. Como já vimos na pesquisa de janeiro, o resultado foi negativo. Não havia raios-X relevantes vindo da Betelgeuse. Isso não quer dizer que os áxions não existem, significa apenas que eles provavelmente não podem ser encontrados entre os fótons de raios-X.

O resultado é útil, como dissemos no início, porque os astrônomos puderam riscar a hipótese dos fótons de raios-X da lista de possibilidades para detectar o áxion, o que lhes permite concentrar-se nas outras possibilidades. “Basicamente, estamos dificultando a vida de todos porque estamos dizendo, 'você vai ter que pensar em outra coisa que lhe daria um sinal de axion'”, disseram os pesquisadores na época. O trabalho foi apresentado no dia 20 de abril na reunião da American Physical Society, sugerindo que fótons e axions têm agora três vezes menos probabilidade de interagir em relação ao que se cogitava anteriormente.

Mesmo que os pesquisadores vissem raios-X inesperados vindos da Betelgeuse, isso não seria nenhuma prova de que os axions são reais. Os cientistas ainda teriam que descartar muitas explicações mais prováveis antes de começarem a trabalhar com a hipótese de recorrer a uma nova física. Mas é possível que os axions, quando — e se — forem descobertos, possam ajudar os astrônomos a entender melhor a Betelgeuse, segundo a equipe. É que eles poderiam dar informações sobre os processos que acontecem no núcleo dessa estrela.

Por fim, a apresentação do time do MIT também enfatizou a incerteza de estudos como este, ou seja, o fato de que embora os resultados sejam bem claros, ainda não há nenhuma certeza da existência ou inexistência dos axions, e se eles podem ou não estar relacionados aos fótons e a estrelas como a Betelgeuse. Entretanto, as restrições dizem que os fótons de raios-X talvez não sejam o caminho, embora haja outras possibilidades como as estrelas de nêutrons. Com isso, os pesquisadores podem escolher melhor suas abordagens nesse que é um dos maiores desafios da física atual.

Fonte: Live Science