maio 28, 2022

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Asteroides de matéria escura (se houver) podem causar explosões solares

Uma explosão solar X1.6 pisca no meio do sol em 10 de setembro de 2014.

NASA/SDO

A matéria escura provou ser um tópico um tanto frustrante para físicos, cosmólogos e outros cientistas externos. Todos os dados para a matéria escura são dados gravitacionais, e a falta de outras evidências apenas pinta um quadrado no mapa de partículas como os cientistas escreveram: “Aqui está a matéria escura”.

A matéria escura interage tão fracamente com a matéria comum que simplesmente não a notamos no barulho da matéria comum gritando bêbado na barra de partículas do universo. O que precisamos é dar a ele um lugar para brilhar – deixá-lo brilhar nos holofotes e cantar no karaokê. Acontece que dentro da estrela pode ser Basta ser aquele lugar.

Decepcionantes flashes no escuro

A maioria das propostas para matéria escura candidata usa a extensão mais simples possível do Modelo Padrão. Essas extensões permitem que os físicos teóricos estimem como essas partículas interagem com a matéria comum.

Com base nessas ideias, os físicos experimentais criaram grandes reservatórios de xenônio nos buracos mais profundos e escuros que puderam encontrar e cercaram os reservatórios com detectores de luz, procurando indícios de eventos raros – a colisão da matéria escura com a matéria comum. Estes são experimentos rigidamente controlados, nos quais cada flash de luz é analisado. As reações em cadeia de matéria não escura que levam a flashes de luz são conhecidas e controladas.

No entanto, nada de concreto surgiu ainda.

Enquanto isso, como não sabemos realmente o que é a matéria escura, os físicos teóricos deixaram sua imaginação correr solta. Eles criaram um zoológico de potenciais partículas de matéria escura. Extensões do Modelo Padrão permitem praticamente qualquer coisa, então existem propostas para átomos, moléculas e até estrelas feitas de matéria escura. Sim, pode haver um universo completamente invisível que une nosso universo.

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Excitantes erupções estelares

Se é verdade que a matéria escura pode formar estruturas, então é provável que existam asteróides de matéria escura circulando o universo. De vez em quando, asteróides de matéria escura atingem as estrelas, e então as coisas ficam muito emocionantes.

A matéria escura em um asteróide interage com a matéria real em uma estrela essencialmente à unidade (porque as estrelas são bastante densas). Com base no que sabemos sobre o universo e como as galáxias se formam, os asteroides de matéria escura devem estar se movendo muito rápido.

“Rápido” neste caso significa “mais rápido que a velocidade do som dentro da estrela”. Então, quando um asteroide atinge uma estrela, ele produz uma onda de choque sônica cilíndrica. A estrela atua como uma lente acústica – a estrela é menos densa e dobra os raios sonoros em direção à superfície – de modo que a onda de choque é vagamente focada em torno do ponto de entrada do asteroide.

Esse processo intensifica a onda de choque em uma área local, em vez de permitir que ela se espalhe. Então, à medida que a onda de choque se aproxima da superfície, sua velocidade aumenta (em relação à velocidade do som), tornando seu efeito no meio interestelar ainda maior.

Esses dois processos são suficientes para fazer com que a estrela emita uma onda de raios X, com a cauda de emissão se estendendo até a luz visível. Em outras palavras, há um respingo de luz que definitivamente pode ser visto através de nossas ferramentas de monitoramento.

As erupções solares são comuns

Os pesquisadores usaram a densidade estimada de matéria escura de um aglomerado globular chamado 47 Tuc para calcular com que frequência as erupções causadas por asteroides escuros poderiam ser visíveis ao Telescópio Espacial Hubble (se tivesse os filtros adequados). Os cientistas concluíram que uma semana de tempo de observação deve ser suficiente para detectar erupções. Em seguida, eles examinaram o banco de dados do Hubble e descobriram que 47 Tucs foram objeto de observação de uma semana – mas com o filtro errado no lugar. Sem surpresa, nada foi encontrado.

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Além do Hubble, os pesquisadores também analisaram um telescópio espacial ultravioleta de amplo alcance que será implantado em breve. Nesse caso, os pesquisadores sugerem observar anãs K locais (um grupo de estrelas relativamente frias na sequência principal) pelos padrões da astronomia. De fato, se os asteroides de matéria escura existem e se comportam como os pesquisadores esperavam, este telescópio não poderia evitar a detecção das erupções resultantes. O mesmo vale para qualquer outro dispositivo também projetado para escanear grandes partes do céu em luz ultravioleta.

Até o nosso sol será vulnerável a ataques de asteróides escuros. Os pesquisadores estimam que o Sol deve colidir com um pequeno asteroide a cada ano. A evidência – erupções solares – pode já estar no registro observacional.