Os astrônomos esperavam ver evidências de partículas de matéria escura dentro de Betelgeuse.

Axions são partículas hipotéticas que podem explicar a existência da matéria escura. Mas pode ocasionalmente interagir com a matéria normal, especialmente nos núcleos das estrelas. Uma equipe de físicos procurou evidências de axions em Betelgeuse e não descobriu nada. Não significa que o axion não exista, mas significa que será mais difícil de encontrar.

Não sabemos qual é a matéria escura, que é o nome que damos ao componente do universo que compõe 85% de toda a massa. Seja o que for, é uma forma de partícula desconhecida do modelo padrão da física. Ele também dificilmente deve interagir com fótons ou matéria normal, caso contrário já teríamos visto. Há muitos candidatos para a matéria escura e uma família de partículas candidatas é conhecida como os axions, que são previstos em várias teorias da física de alta energia.

À primeira vista, o axion se encaixa na conta, já que é pequeno, leve e quase nunca interage com a matéria leve ou normal. Quase! Se o axion é de um certo tipo conhecido como “ultraleve”, ele pode potencialmente se tornar detectável através de um processo conhecido como efeito Primakoff. Este efeito precisa de alguns ingredientes para funcionar. Se um fóton é incorporado em um campo magnético super forte, ele pode ocasionalmente decidir se transformar em um axion. Esse axion viajaria para onde quisesse, já que não interage com mais nada. Mas se esse axion encontrar outro campo magnético, ele pode se transformar de volta em um fóton, geralmente algo de alta energia como um raio-x, emitindo um flash de luz que atrai a existência do axion e o efeito Primakoff.

As estrelas têm campos magnéticos muito fortes em seus núcleos, então podem ser fábricas de axion. E esses axions podem emitir radiação de raios X. Adoraríamos usar nosso sol como laboratório para isso, mas infelizmente está ocupado liberando todos os tipos de raios X por suas próprias razões e por isso é difícil dizer se eles estão vindo de axions ou algo muito menos exótico.

Mas Betelgeuse é uma história diferente. É uma estrela gigante perto do fim de sua vida. É muito mais frio que o sol, por isso quase nunca emite raios X. Então, se os axions existem e o efeito Primakoff está correto, então Betelgeuse deveria estar emitindo uma quantidade detectável de raios X.

Uma equipe de pesquisadores baseada no MIT fez exatamente isso e chegou a resultados sem raios X. Não há sinais de axions.

“O que nossos resultados dizem é que, se você quiser procurar essas partículas realmente leves, que procuramos, elas não vão falar muito com fótons”, diz Kerstin Perez, professora assistente de física do MIT. “Estamos basicamente dificultando a vida de todos porque estamos dizendo: ‘você vai ter que pensar em outra coisa que lhe daria um sinal de axion.’.”

Esses resultados não descartam completamente a existência de axions. Significa apenas que se eles são ultraleves, então sua capacidade de se transformar em fótons e vice-versa tem que ser muito pequena. Na verdade, esses resultados que usam o Betelgeuse sozinhos fornecem restrições a essa facilidade de transição que são três vezes maiores do que qualquer experimento de laboratório.

Então continuaremos caçando.

Fonte: Universe Today