Novas pesquisas sugerem que o Sol pode conter matéria escura em seu coração ígneo, e partículas fantasmagóricas chamadas neutrinos podem nos levar até lá.
Partículas esquivas de matéria escura podem estar escondidas nas profundezas do coração do Sol, e os pesquisadores descobriram que podemos usar um detector enterrado na camada de gelo da Antártica para encontrá-las.
A matéria escura é a conclusão inevitável de décadas de observações cosmológicas. Tudo, desde a velocidade de rotação das estrelas dentro das galáxias até o crescimento das maiores estruturas do universo, aponta para a existência de algum tipo de partícula, atualmente desconhecida pela física, que raramente interage com a luz ou com a matéria normal, apesar de exercer uma poderosa influência gravitacional. por todo o universo.
Até o momento, não sabemos a identidade desta partícula de matéria escura. Assim, com uma relativa falta de provas concretas, os teóricos apresentaram dezenas de propostas sobre o que poderia ser a matéria escura. Em algumas destas hipóteses, a matéria escura interage de fato com a matéria normal – mas apenas extremamente raramente, nos ambientes cósmicos mais densos.
Um ótimo lugar para esse tipo de matéria escura ser coletada naturalmente é o interior do Sol, sugeriram os pesquisadores em um artigo que foi publicado no banco de dados de pré-impressão arXiv em 23 de agosto, mas ainda não foi revisado por pares. O núcleo do Sol é incrivelmente denso – mais de 20 vezes mais denso que o ferro. E desde o seu nascimento, há cerca de 4,5 bilhões de anos, o Sol orbita em torno do centro da Via Láctea. Ao longo de todos estes milhares de milhões de anos, a nossa estrela nadou através do mar invisível de partículas de matéria escura que se pensa constituirem a maior parte da nossa galáxia.
Mesmo que as interações entre a matéria escura e a matéria normal sejam excepcionalmente raras, a densidade do núcleo do Sol – combinada com a sua idade extremamente avançada – significa que teve bastante tempo para uma das suas partículas interagir com a matéria escura. Essas interações drenariam a energia das partículas de matéria escura, desacelerando-as até que se instalassem nas profundezas do núcleo do Sol.
E essas partículas de matéria escura podem simplesmente permanecer ali, durante um segundo ou um bilhão de anos, até interagirem com outra partícula de matéria normal naquele ambiente denso. Quando isso acontece, a partícula de matéria escura, se for suficientemente pesada, pode decair numa chuva de outras espécies de partículas mais familiares. A maioria dessas partículas permanecerá presa dentro do núcleo, saltando no frenesi interminável de seu ambiente ígneo. Mas um tipo de partícula, o neutrino, é capaz de escapar do Sol.
Os neutrinos são como matéria quase escura. Eles são incrivelmente leves (de longe as partículas mais leves conhecidas), não possuem carga elétrica e quase nunca interagem com qualquer outra coisa. Para detectar neutrinos, os cientistas precisam construir laboratórios gigantescos. O maior desses detectores é o IceCube, que usa um quilômetro cúbico inteiro (0,24 milha cúbica) da camada de gelo da Antártica como câmara de teste. Quando os neutrinos atingem as moléculas de água, eles criam uma chuva de partículas e luz que as cordas afundadas no gelo podem detectar.
O sol produz naturalmente neutrinos como consequência de suas reações de fusão. Mas no novo artigo, os investigadores raciocinam que se a matéria escura estivesse a acumular-se dentro do núcleo do Sol, e essas partículas de matéria escura evaporassem numa chuva de partículas normais, incluindo neutrinos, então deveríamos esperar ver um número maior de partículas de alta energia. neutrinos vindos do sol na matriz de detecção IceCube.
No entanto, as atuais taxas de detecção de neutrinos do Sol são consistentes com as reações normais de fusão, o que significa que se a matéria escura existe e está atualmente a acumular-se dentro do Sol, então essas partículas de matéria escura são extremamente ineficientes na aniquilação em matéria normal. Esta falta de detecção coloca fortes limites nas propriedades das partículas de matéria escura.
Notavelmente, estas são as restrições mais fortes impostas às teorias da matéria escura de grande massa, e todos os dados estavam ali, recolhidos para outros fins, apontaram os investigadores. Em vez de desenvolver experiências novas e dispendiosas para procurar matéria escura, disseram eles, deveríamos conceber formas inteligentes de utilizar as experiências existentes, porque nunca sabemos que surpresas podem surgir.
Publicado em 24/09/2023 11h57
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