Uma das estrelas mais próximas da Terra pode ser uma fábrica de matéria escura

A estrela vermelha gigante Betelgeuse pode estar a produzir toneladas de partículas hipotéticas de matéria escura chamadas axiões que, se existirem, emitirão um sinal revelador.

Sendo um ponto vermelho brilhante na constelação de Órion, Betelgeuse é uma estrela bem estudada. Está cosmologicamente próxima, localizando-se a apenas 520 anos-luz da Terra, e ficou ainda mais conhecida no ano passado quando começou a escurecer misteriosamente, levando alguns investigadores a acreditar que poderia estar a preparar-se para explodir como uma supernova.

Por ser uma estrela tão grande e quente, Betelgeuse também pode ser um lugar perfeito para encontrar axiões, segundo os cientistas.

Estas partículas conjeturadas poderiam ter talvez um milionésimo ou mesmo um bilionésimo da massa de um eletrão e são candidatas ideais para formar matéria escura, a substância misteriosa que supera amplamente a matéria comum no universo, mas cuja natureza ainda é amplamente indeterminada.

Como matéria escura, os axiões não devem interagir muito com as partículas luminosas, mas, de acordo com algumas teorias, há uma pequena probabilidade de que os fotões – partículas de luz – possam converter-se em axiões na presença de um campo magnético forte, explicou Mengjiao Xiao, físico do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), em declarações ao Live Science.

O núcleo termonuclear de uma estrela é um bom lugar para encontrar grandes quantidades de fotões e magnetismo. Segundo Xiao, Betelgeuse, que tem 20 vezes a massa do Sol, poderia ser “o que chamamos de fábrica de axiões“.

Se axiões são produzidos neste ambiente extremo, deverão conseguir escapar e fluir em direção à Terra em grande número. Ao interagir com o campo magnético natural da Via Láctea, esses axiões poderiam voltar a converter-se em fotões na parte de raios-X do espectro eletromagnético.

Como uma estrela idosa, Betelgeuse está num estágio de vida em que não deveria estar a emitir muita luz de raios-X. Assim, qualquer radiação detetada a partir dela pode indicar a presença de axiões.

Xiao e os seus colegas usaram o Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) da NASA para procurar uma assinatura de raios-X proveniente de Betelgeuse, embora não tenham visto nada além do que era esperado de processos astrofísicos comuns.

Estas descobertas, que Xiao vai apresentar este mês na reunião da American Physical Society, sugerem que fotões e axiões são pelo menos três vezes menos propensos a interagir do que se acreditava anteriormente.

Como os ambientes estelares são muito mais barulhentos do que as condições encontradas num laboratório, investigações como esta são complicadas, segundo Joshua Foster, físico do MIT. O investigador sublinhou que a equipa trabalhou muito para quantificar as suas incertezas e ajudou a colocar novas restrições nas propriedades potenciais dos axiões.

Mesmo que os investigadores vissem raios-X inesperados vindos de uma estrela, isso não indicaria necessariamente que os axiões são reais.

Os cientistas teriam, primeiro, de descartar muitas explicações não relacionadas com a matéria escura para o sinal antes de recorrer à nova física.

Contudo, é possível que os axiões, caso sejam encontrados um dia, possam ajudar os astrónomos a entender melhor Betelgeuse. Se as propriedades das partículas fossem conhecidas, os telescópios poderiam conseguir captar o seu sinal, fornecendo informações sobre os processos que acontecem no seu núcleo e permitindo que os cientistas calculem quando realmente explodirá.

Maria Campos Maria Campos, ZAP //

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