{"id":3556,"date":"2020-10-06T05:41:20","date_gmt":"2020-10-06T05:41:20","guid":{"rendered":"http:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/?p=3556"},"modified":"2020-10-06T05:41:32","modified_gmt":"2020-10-06T05:41:32","slug":"astrofisico-examina-detetor-de-materia-escura","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/ccvalg.pt\/astronomia\/wordpress\/2020\/10\/06\/astrofisico-examina-detetor-de-materia-escura\/","title":{"rendered":"Astrof\u00edsico examina “detetor de mat\u00e9ria escura”"},"content":{"rendered":"\n
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Impress\u00e3o de artista de um magnetar.
Cr\u00e9dito: ESO\/L. Cal\u00e7ada<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Um astrof\u00edsico da Universidade do Colorado em Boulder, EUA, est\u00e1 a procurar, na luz que vem de um objeto celeste distante e extremamente poderoso, o que pode ser a subst\u00e2ncia mais elusiva do Universo: a mat\u00e9ria escura.<\/p>\n\n\n\n

Em dois estudos recentes, Jeremy Darling, professor do Departamento de Ci\u00eancias Astrof\u00edsicas e Planet\u00e1rias, examinou atentamente PSR J1745-2900. Este corpo \u00e9 um magnetar, um tipo de estrela colapsada que gera um campo magn\u00e9tico incrivelmente forte.<\/p>\n\n\n\n

“\u00c9 o melhor detetor natural de mat\u00e9ria escura que conhecemos,” disse Darling, tamb\u00e9m do CASA (Center for Astrophysics and Space Astronomy) da Universidade do Colorado em Boulder.<\/p>\n\n\n\n

Ele explicou que a mat\u00e9ria escura \u00e9 uma esp\u00e9cie de cola c\u00f3smica – uma part\u00edcula ainda n\u00e3o identificada que constitui cerca de 27% da massa do Universo e que ajuda a unir gal\u00e1xias como a nossa Via L\u00e1ctea. At\u00e9 ao momento, os cientistas lideraram a ca\u00e7a a esta mat\u00e9ria invis\u00edvel usando equipamento de laborat\u00f3rio.<\/p>\n\n\n\n

Darling adotou uma abordagem diferente na sua \u00faltima investiga\u00e7\u00e3o: com base em dados de telesc\u00f3pio, est\u00e1 a examinar PSR J1745-2900 para ver se consegue detetar os sinais fracos de um candidato a mat\u00e9ria escura – uma part\u00edcula chamada axi\u00e3o – transformando-se em luz. At\u00e9 agora, a investiga\u00e7\u00e3o n\u00e3o deu frutos. Mas os seus resultados podem ajudar os f\u00edsicos que trabalham em laborat\u00f3rios de todo o mundo a restringir as suas pr\u00f3prias ca\u00e7as ao axi\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

Os novos estudos tamb\u00e9m s\u00e3o lembran\u00e7a de que os investigadores ainda podem olhar para o c\u00e9u para resolver algumas das quest\u00f5es mais dif\u00edceis da ci\u00eancia, disse Darling. Ele publicou a sua primeira ronda de resultados este m\u00eas na revista The Astrophysical Journal Letters e na revista Physical Review Letters.<\/p>\n\n\n\n

“Na astrof\u00edsica, encontramos todos estes problemas interessantes como a mat\u00e9ria escura e a energia escura, depois recuamos e deixamos os f\u00edsicos resolv\u00ea-los,” disse em tom jocoso. “\u00c9 uma vergonha”.<\/p>\n\n\n\n

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Imagem do Centro Gal\u00e1ctico que mostra a posi\u00e7\u00e3o do buraco negro supermassivo Sgr A* e do magnetar vizinho PSR J1745-2900.
Cr\u00e9dito: raios-X – NASA\/CXC\/FIT\/E. Perlman; ilustra\u00e7\u00e3o – CXC\/M. Weiss <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

Darling quer mudar isto – neste caso, com uma pequena ajuda de PSR J1745-2900.<\/p>\n\n\n\n

Este magnetar orbita o buraco negro supermassivo no centro da Via L\u00e1ctea a uma dist\u00e2ncia de menos de um ano-luz. E \u00e9 uma for\u00e7a da natureza: PSR J1745-2900 gera um campo magn\u00e9tico que \u00e9 cerca de mil milh\u00f5es de vezes mais poderoso do que o im\u00e3 mais poderoso da Terra.<\/p>\n\n\n\n

“Os magnetares t\u00eam todo o campo magn\u00e9tico de uma estrela, mas est\u00e3o reduzidos a um volume com aproximadamente 20 km de di\u00e2metro,” explicou Darling.<\/p>\n\n\n\n

E \u00e9 onde Darling foi “pescar” mat\u00e9ria escura.<\/p>\n\n\n\n

Ele explicou que os cientistas ainda n\u00e3o localizaram um \u00fanico axi\u00e3o, uma part\u00edcula te\u00f3rica proposta pela primeira vez na d\u00e9cada de 1970. No entanto, os f\u00edsicos preveem que estes fragmentos ef\u00e9meros de mat\u00e9ria podem ter sido criados em n\u00fameros monumentais durante o in\u00edcio do Universo – e em quantidades grandes o suficiente para explicar a massa extra do cosmos da mat\u00e9ria escura. De acordo com a teoria, os axi\u00f5es s\u00e3o milhares de milh\u00f5es ou at\u00e9 bili\u00f5es de vezes mais leves do que os eletr\u00f5es e raramente interagem com o seu ambiente.<\/p>\n\n\n\n

Isso torna-os quase imposs\u00edveis de observar, com uma grande exce\u00e7\u00e3o: se um axi\u00e3o passa por um campo magn\u00e9tico forte, pode transformar-se em luz que os investigadores poderiam teoricamente detetar.<\/p>\n\n\n\n

Os cientistas, incluindo uma equipa do JILA (Joint Institute for Laboratory Astrophysics), no campus da Universidade do Colorado em Boulder, usaram campos magn\u00e9ticos gerados em laborat\u00f3rio para tentar capturar esta transi\u00e7\u00e3o em a\u00e7\u00e3o. Darling e outros cientistas tiveram uma ideia diferente: porque n\u00e3o tentar a mesma pesquisa, mas numa escala muito maior?<\/p>\n\n\n\n

“Os magnetares s\u00e3o os objetos mais magn\u00e9ticos que conhecemos no Universo,” disse. “N\u00e3o h\u00e1 como chegar sequer perto dessa for\u00e7a em laborat\u00f3rio.”<\/p>\n\n\n\n

Para fazer uso deste campo magn\u00e9tico natural, Darling baseou-se em observa\u00e7\u00f5es de PSR J1745-2900 obtidas pelo VLA (Karl G. Jansky Very Large Array), um observat\u00f3rio no estado norte-americano do Novo M\u00e9xico. Se o magnetar estivesse, de facto, a transformar axi\u00f5es em luz, essa metamorfose poderia aparecer na radia\u00e7\u00e3o que emerge da estrela colapsada.<\/p>\n\n\n\n

\"\"\/<\/a>
Algumas das 28 antenas que constituem o VLA.
Cr\u00e9dito: Wikimedia Commons <\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

O esfor\u00e7o \u00e9 um pouco como procurar uma \u00fanica agulha num palheiro muito, muito grande. Darling disse que, embora os te\u00f3ricos tenham colocado limites sobre o qu\u00e3o massivos os axi\u00f5es podem ser, estas part\u00edculas ainda podem ter uma ampla gama de massas poss\u00edveis. Cada dessas massas, por sua vez, produziria luz com um comprimento de onda espec\u00edfico, quase como uma impress\u00e3o digital deixada pela mat\u00e9ria escura.<\/p>\n\n\n\n

Darling ainda n\u00e3o localizou nenhum destes comprimentos de onda distintos na luz que vem do magnetar. Mas ele foi capaz de usar as observa\u00e7\u00f5es para examinar a poss\u00edvel exist\u00eancia de axi\u00f5es na mais ampla gama de massas at\u00e9 agora – nada mal para a sua primeira tentativa. Ele acrescentou que estes levantamentos podem complementar o trabalho que decorre em experi\u00eancias laboratoriais.<\/p>\n\n\n\n

Konrad Lehnert concordou. Ele faz parte de uma experi\u00eancia liderada pela Universidade de Yale – chamada, n\u00e3o surpreendentemente de HAYSTAC (“palheiro” em portugu\u00eas) – que est\u00e1 a procurar axi\u00f5es usando campos magn\u00e9ticos criados em laborat\u00f3rios nos EUA.<\/p>\n\n\n\n

Lehnert explicou que estudos astrof\u00edsicos como o de Darling podem atuar como uma esp\u00e9cie de batedor na ca\u00e7a aos axi\u00f5es – identificando sinais interessantes na luz dos magnetares, que os investigadores laboratoriais poderiam ent\u00e3o explorar com muito maior precis\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n

“Estas experi\u00eancias bem controladas seriam capazes de separar quais os sinais astrof\u00edsicos que podem ter origem na mat\u00e9ria escura,” real\u00e7ou Lehnert, membro do JILA.<\/p>\n\n\n\n

Darling planeia continuar a sua pr\u00f3pria busca, o que significa olhar ainda mais de perto o magnetar no centro da nossa Gal\u00e1xia. “Precisamos de preencher estas lacunas e ir ainda mais ao fundo da quest\u00e3o.”<\/p>\n\n\n\n

\/\/ Universidade do Colorado em Boulder (comunicado de imprensa)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #1 (The Astrophysical Journal Letters)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edfico #2 (Physical Review Letters)<\/a>
\/\/ Artigo cient\u00edifco #2 (arXiv.org)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Saiba mais:<\/h4>\n\n\n\n

PSR J1745-2900:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
Simbad<\/a><\/p>\n\n\n\n

Mat\u00e9ria escura:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
Axi\u00e3o (Wikipedia)<\/a><\/p>\n\n\n\n

Magnetar:<\/strong>
Wikipedia<\/a>
AstronomyOnline.org<\/a><\/p>\n\n\n\n

VLA:<\/strong>
P\u00e1gina oficial<\/a>
NRAO<\/a>
Wikipedia<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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