A matéria escura deve ser procurada em anãs escuras, mostram simulações

Um grupo de cientistas do Reino Unido e dos EUA modelou uma classe até então desconhecida de objetos cósmicos, chamados “anãs escuras”. Sob certas condições, estrelas fracassadas – anãs marrons – podem absorver matéria escura suficiente para sustentar um processo interminável de decaimento, permanecendo fracas, mas bastante quentes. A modelagem sugeriu onde procurar esses objetos misteriosos.

Fonte da imagem: Universidade de Durham

O estudo foi conduzido sob a supervisão de físicos da Universidade de Durham (Reino Unido) e publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (JCAP). Os astrofísicos estavam interessados ​​na questão da detecção de partículas de matéria escura, que interagem fracamente com a matéria comum – exclusivamente por meio da gravidade. Por esse motivo, a ciência ainda não conseguiu registrar tais partículas no ambiente natural, e mesmo a faixa de suas possíveis massas permanece desconhecida.

Uma das opções em consideração sugere que as partículas de matéria escura podem ser bastante massivas – elas são chamadas de “WIMPs” (Weakly Interacting Massive Particles). Astrofísicos britânicos calcularam as condições sob as quais anãs escuras podem se formar com a participação de WIMPs. Modelos mostraram que anãs marrons no centro da Via Láctea, onde a concentração de matéria escura deveria ser especialmente alta, são capazes de acumular essas partículas.

Anãs marrons não têm massa suficiente para iniciar reações de fusão nuclear e não se tornam estrelas completas. No entanto, em regiões com alta densidade de matéria escura, elas podem absorver matéria suficiente para obter energia da aniquilação de WIMPs — o processo pelo qual as WIMPs colidem e se destroem. Essa energia pode sustentar a combustão lenta indefinidamente, transformando tal objeto em uma anã escura.

Uma anã escura pode ser distinguida de uma estrela marrom ou de outra estrela fraca pela presença do isótopo lítio-7 em seu espectro. Em estrelas comuns, incluindo anãs marrons, o lítio-7 geralmente é destruído, enquanto em anãs escuras ele deve ser preservado. O Telescópio Espacial James Webb é capaz de realizar tais observações espectrais, observam os cientistas, e também deve ser direcionado para a busca de anãs escuras no centro da nossa galáxia. A descoberta de um único objeto desse tipo indicará imediatamente as características da matéria escura, o que será uma das conquistas mais importantes da física moderna.