Para descobrir a matéria escura, os cientistas precisarão de apenas 10 segundos, bem como uma supernova próxima e um trem da fortuna

Os cientistas afirmam que estamos a apenas alguns segundos da descoberta da matéria escura. O problema é que ele pode ser detectado sob condições estritamente especificadas e apenas com a ajuda de um instrumento – o telescópio de raios gama Fermi. O local e a hora, para onde e quando será necessário enviar este instrumento permanecem desconhecidos. É como jogar na loteria com 1 chance em 10 de ganhar. Mas você pode “trapacear” e alcançar o resultado desejado.

Restos da última supernova próxima, que explodiu em fevereiro de 1987. Fonte da imagem: NASA

Os cientistas sugerem procurar áxions – partículas hipotéticas propostas na década de 70 do século passado para eliminar uma série de contradições na física das partículas elementares. Mais tarde, descobriu-se que os áxions são adequados para o papel da matéria escura. Eles não têm carga e têm massa extremamente baixa – bilhões de vezes mais leves que os elétrons. Uma das propriedades previstas dos áxions é seu decaimento em um forte campo magnético com emissão de fótons. É por esta razão que estão tentando procurar áxions em laboratório. No entanto, energias como as do espaço não podem ser criadas em laboratório. Portanto, os cientistas esperam detectar áxions nas condições naturais do Universo.

Estrelas de nêutrons são consideradas fontes promissoras de áxions. As partículas podem nascer no campo gravitacional incrivelmente poderoso desses objetos, e o forte campo magnético das estrelas cria um ambiente adequado para o decaimento dos áxions. Em um dos trabalhos anteriores, os astrônomos propuseram procurar um brilho adicional fraco em estrelas de nêutrons como um sinal de uma nuvem de áxions cercando esses objetos.

Num novo artigo, cientistas da Universidade da Califórnia, Berkeley, dizem que o melhor momento para detectar áxions é durante a explosão da supernova mais próxima da Terra. Não há necessidade de esperar até que uma estrela supermassiva entre em colapso para um estado de nêutrons no final de sua vida. Os cálculos mostram que nos primeiros 10 segundos da explosão muitos áxions serão ejetados. Isto resolverá o problema da matéria escura e resolverá uma série de outros mistérios da cosmologia. Hoje, tal evento e partículas podem ser capturados pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi. O principal problema é que ele deve estar direcionado à supernova no momento de seu nascimento, e as chances de isso acontecer são mínimas.

Esquema do experimento proposto para busca de áxions

As supernovas próximas da Terra aparecem com pouca frequência – cerca de uma vez a cada 50 anos. Um desses surtos ocorreu em 1987. A próxima supernova poderá ocorrer a qualquer momento. O problema da matéria escura e dos áxions pode ser resolvido rapidamente e para sempre, mas somente se você se preparar com antecedência. Os cientistas acreditam que para isso vale a pena lançar ao espaço uma frota de pequenos telescópios de raios gama, que proporcionarão 100% de cobertura do céu. Então, a primeira supernova próxima fornecerá dados confiáveis ​​sobre a existência de áxions e sua massa (energia).

Podemos passar décadas resolvendo o mistério da matéria escura ou podemos encontrar a solução em 10 segundos. Mesmo um resultado negativo seria útil, colocando limites na massa de partículas hipotéticas e fazendo avançar significativamente a física.