Matéria escura pode residir em nuvem densa ao redor de estrelas mortas

Cientistas liderados por Dion Noordhuis, da Universidade de Amsterdã, sugerem que estrelas de nêutrons podem estar cercadas por “áxions” — partículas hipotéticas que, se existirem, poderiam compor a matéria escura.

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A matéria escura é algo invisível que representa cerca de 27% do universo. Embora possua massa e, portanto, deve ser composta de algum tipo de partícula desconhecida, ela não interage com a matéria “comum” senão por meio da gravidade.

Os cientistas ainda não sabem do que é feita a matéria escura, já que não pode ser detectada com os instrumentos científicos atuais. No entanto, há algumas hipóteses sobre como essas partículas misteriosas poderiam ser.

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Uma das partículas hipotéticas mais promissoras é o áxion, com propriedades teóricas que correspondem às características da matéria escura. Propostos há mais de 40 anos, os áxions, no entanto, ainda não foram encontrados no universo.

Agora, um novo estudo publicado na revista Physical Review X sugere que nuvens de áxions podem existir ao redor de estrelas de nêutrons — “cadáveres” altamente densos de estrelas que explodiram em supernovas.

Estrelas de nêutrons têm a quantidade ideal de influência gravitacional para reunir áxions em torno de si. Diferentemente, os buracos negros têm gravidade excessiva, e não poderia manter as nuvens de áxions estáveis ao redor.

Os autores do estudo sugerem que, se os áxions tiverem certas massas, nuvens de matéria escura podem se formar ao redor de vários tipos de estrelas de nêutrons, incluindo pulsares jovens e de rotação rápida. Essas nuvens poderiam ter densidades extremamente altas, aumentando as possibilidades de detecção.

Caso a densidade seja realmente alta, os astrônomos poderiam detectar os áxions. Isso porque uma concentração elevada dessas partículas pode interagir levemente com a luz da estrela de nêutrons, gerando um pequeno sinal. Os telescópios atuais talvez não captem esses sinais, mas os instrumentos de próxima geração podem alcançar essa capacidade.

A equipe da pesquisa identificou dois sinais que podem indicar a presença de nuvens de áxions. O primeiro é um sinal contínuo emitido ao longo da vida de uma estrela de nêutrons, aparecendo como um componente extra na luz da estrela. O segundo é um sinal transitório, gerado no final da vida da estrela, quando ela deixa de emitir feixes duplos de luz.

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