Explosão cósmica pode desvendar mistérios da matéria escura através de supernova próxima

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Por Ana Silva
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Supernova explodindo em meio à matéria escura cósmica em redemoinho.

São PauloCientistas estão próximos de alcançar um avanço na compreensão da matéria escura, possivelmente ligado à próxima supernova. A matéria escura compõe cerca de 85% da matéria do universo e intriga astrônomos desde a década de 1930. Atualmente, a principal teoria para explicá-la envolve o axion, um tipo de partícula elementar, que pode ser descoberto por meio de uma nova abordagem.

Detalhes importantes sobre essa possível descoberta:

Supernovas próximas poderiam gerar áxions, que se tornariam detectáveis ao transformarem-se em raios gama. Atualmente, o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi é o único equipamento capaz de observar esse fenômeno. A detecção proveniente de uma supernova permitiria determinar a massa dos áxions, especialmente dos áxions QCD. Equipes de pesquisa estão planejando uma constelação de satélites chamada GALAXIS para garantir uma cobertura contínua.

Astrofísicos da UC Berkeley propõem que uma supernova próxima pode gerar muitos axions quando uma estrela massiva colapsa em seu núcleo. Esses axions se transformariam em raios gama de alta energia devido ao campo magnético da estrela. A supernova também emite uma explosão de neutrinos. Detectar ambos os sinais indicaria aos astrônomos que está ocorrendo um evento significativo.

Capturar uma supernova com o Telescópio Fermi é um desafio, pois há apenas uma chance em dez de ele estar olhando na direção certa no momento exato. Além disso, supernovas próximas a nós são eventos raros, ocorrendo apenas a cada poucas décadas na nossa galáxia ou em pequenas galáxias próximas.

Pesquisadores estão otimistas em relação à descoberta de axions. Caso tenham êxito, isso transformará a pesquisa sobre matéria escura ao fornecer informações claras sobre a massa dos axions e suas interações. Se não encontrarem nada, ainda contribuirão para restringir as massas possíveis dos axions, tornando desnecessárias muitas buscas por partículas atuais.

Se essas estratégias para detectar áxions forem eficazes, isso pode confirmar seu papel no modelo padrão da física. Este modelo integra gravidade e mecânica quântica. Cientistas estão considerando lançar telescópios de raios gama especiais para escanear todo o céu em preparação para o próximo evento de supernova.

A comunidade científica enfrenta um grande desafio. Perder essa oportunidade pode significar esperar outros 50 anos por algo igualmente importante. Com o avanço da tecnologia, os cientistas estão correndo para observar o próximo grande evento cósmico e desvendar os segredos da matéria escura.

O estudo é publicado aqui:

http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.211002

e sua citação oficial - incluindo autores e revista - é

Claudio Andrea Manzari, Yujin Park, Benjamin R. Safdi, Inbar Savoray. Supernova Axions Convert to Gamma Rays in Magnetic Fields of Progenitor Stars. Physical Review Letters, 2024; 133 (21) DOI: 10.1103/PhysRevLett.133.211002
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