Sinal indica possível existência de matéria escura na forma de axiões

Esboço, sem estar à escala, que mostra os fluxos de axiões (azul) vindos do Sol, convertidos em raios-X (laranja) no campo magnético da Terra (vermelho), que depois são detectados pelo observatório XMM-Newton. Crédito: Universidade de Leicester

Cientistas descobriram um sinal de raios-X que poderá indicar a presença de partículas designadas por axiões e que poderão fazer parte da chamada matéria escura. A matéria escura é um mistério que tem intrigado os cientistas nas últimas décadas. Sabe-se que compõe a maior parte da matéria do Universo, mas no entanto não faz parte da matéria que observamos, como sejam as estrelas e planetas. No entanto os seus efeitos gravitacionais fazem-se sentir. Para explicar a matéria escura existem diversas possibilidades, sendo uma delas a existência de axiões que são partículas que foram previstas na resolução de um problema da teoria quântica.

Num artigo publicado no dia 20 deste mês na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society, os cientistas do Departamento de Física e Astronomia da Universidade de Leicester explicam que ao analisarem praticamente todo o arquivo de dados do observatório de raios-X da Agência Espacial Europeia XMM-Newton, que se encontra em órbita há cerca de 15 anos, obtiveram um sinal sazonal na emissão de fundo de raios-X, sinal esse que não tem nenhuma explicação convencional, mas que é consistente com a existência de axiões.

Segundo um dos cientistas envolvidos no estudo, Dr. Andy Read, após subtrairem aos dados as fontes brilhantes de raios-X que se observam no espaço, a emissão de raios-X de fundo deveria permanecer essencialmente inalterada. No entanto, em vez de permanecer inalterada, os cientistas descobriram que variava com este sinal que agora os está a intrigar.

A explicação para a existência deste sinal poderia então ser as tais partículas denominadas axiões. Segundo o Professor George Fraser, primeiro autor do artigo mas que faleceu em Março deste ano, a explicação poderia ser a criação de axiões no núcleo do Sol que se converteriam em raios-X no campo magnético da Terra. Este sinal de raios-X seria maior através do lado virado para o Sol, porque é aqui que o campo magnético é mais forte (ver figura). Estes axiões, que têm uma pequena massa mas que até hoje nunca foram directamente observados, seriam assim partículas de matéria escura.

Segundo o Dr. Read, “estas emocionantes descobertas, podem ser extremamente inovadoras, reveladoras de uma nova física, e ajudar-nos na compreensão do verdadeiro céu de raios-X, e na identificação da matéria escura que tem um papel dominante na quantidade de massa do cosmos.”

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