Abril 25, 2024

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Astrofísicos descobriram anéis de Einstein que aumentam o estado da matéria escura do áxion

Astrofísicos descobriram anéis de Einstein que aumentam o estado da matéria escura do áxion

Uma equipe de cientistas tem estudado os “anéis de Einstein” de luz de controlo remoto A cosmologia descobriu que as assinaturas nos anéis indicam o tipo de matéria escura que habita as galáxias de fundo.

especialmente, Os pesquisadores olharam para a lente Foto HS 0810+2554um quasar distante, e encontrou a presença de uma ondacomo a matéria escura. eles procurar Publicados Hoje em Astronomia Natural.

“Em nosso trabalho”, escreveu ele, “estamos testando pela primeira vez uma previsão feita por matéria escura semelhante a ondas”. Alfred Amroth, astrofísico da Universidade de Hong Kong, Kowloon, e principal autor do estudo, em um e-mail para o Gizmodo. “Esta é uma previsão única de matéria escura em forma de onda, E nós o usamos Einstein previu lentes gravitacionais como nossa ferramenta. “

Vamos voltar por um momento. matéria escura parece compõem cerca de 27% Universomas Os cientistas não sabe o que é. Dr.órbita de energia compõem cerca de 68% universo, e, com matéria escura, Está registrado em um arquivo Grande inexplicávelCoisas de balde no universo.

Quasares com lente gravitacional.  A última equipe estudou o quasar superior direito.

Os cientistas sabem que a matéria escura existe por causa de seus efeitos gravitacionais, que podem ser observados em grandes escalas; Quando observamos os movimentos das galáxias e a deformação da luz ao seu redor, fica claro que há mais matéria do que podemos realmente ver. Quaisquer que sejam as coisas, elas são invisíveis para nós e pouco visíveis Parece interagir com a matéria comum.

Anéis de Einstein são um produto de luz distorcida por gravidade; Onde a luz viaja de uma fonte distante através do espaço e Ao passar por um objeto massivo, a luz ao redor do objeto de interseção é curvada pelo campo gravitacional deste último. Em alguns casos, a luz curvada forma uma Um anel quase perfeito Sobre o objeto do nosso ponto de vista é permitido Para ver coisas que podem estar escondidas.

há um casal Principais candidatos à matéria escura (E não é um jogo de soma zero; muitos candidatos à matéria escura podem estar contribuindo para o universo.) Interação fraca de partículas massivas (WIMPs) é uma teoria Coisas que tem massa e se comportam como partículas Mas dificilmente interage Com matéria comum – aqui temos Não ser capaz de reconhecê-los.

O outro grande candidato é o áxion, um Uma partícula teórica (um bóson, para ser exato) chamada detergente para a roupa. será o áxio muito menor que um WIMP Foi levantada a hipótese de que ele se comporta mais como uma onda do que como uma partícula, como fótons de luz.

No novo trabalho, a equipe de pesquisa procurou entender um dilema de longa data na astronomia: por que o brilho dos quasares (galáxias distantes semelhantes a estrelas) flutua. Amroth disse que os modelos baseados em WIMPs têm dificuldade em reproduzir o brilho dos quasares com múltiplas lentes. Mas os pesquisadores descobriram que a matéria escura em forma de onda era capaz de reproduzir as anomalias de brilho de um quasar chamado HS 0180+2554.

A nova descoberta “definitivamente inclina a balança para axions como um filtro DM”, disse Amroth, “e força as pessoas a aprender a abandonar o modelo WIMP”. “Independentemente disso, isso nos obriga a pensar em uma nova física além do Modelo Padrão da física de partículas”.

A matéria escura não é contabilizada no modelo padrão abrangente A teoria que descreve as quatro forças fundamentais e o comportamento das menores partículas que conhecemos. O modelo também não leva em conta a gravidade, que parece não existir em escalas subatômicas, o que levanta mais questões sobre como definir a matéria escura – a onda –semelhante ou enorme – afeta gravitacionalmente seus arredores.

Em simulações de modelos de matéria escura, a equipe descobriu que o modelo WIMP previu curvas suaves para um anel de Einstein. O modelo de matéria escura em forma de onda encontrou uma borda mais caótica e amorfa no anel. Essa borda caótica é consistente com as flutuações de brilho observadas no quasar.

Bordas simuladas de anéis de Einstein em WIMP (à esquerda) e modelos de matéria escura em forma de onda (à direita).

Embora a equipe tenha acabado de testar um único quasar, “isso indica que DM semelhante a onda pode ser geralmente aplicável à ampla gama de anomalias de lentes que vemos em diferentes sistemas”, disse Amruth. eles Possui Eles agora se voltaram para uma anomalia de brilho em uma supernova lenticular, e seus resultados preliminares indicam que a ondaComo a matéria escura pode ser responsável.

Isso não significa que a matéria escura WIMPy não exista – apenas que Não parece ser a matéria escura envolvida em pelo menos algumas das lentes gravitacionais.

Mais observações e modelagem são necessárias Mas com novos observatórios no espaço (o Telescópio Espacial Webb) e no horizonte (o Observatório Rubin e o Telescópio Espacial Romeno), alguns Questões sobre a matéria escura e sua natureza podem ser resolvidas em breve.

Mais: O telescópio Webb usa lentes gravitacionais para examinar o aglomerado de Pandora

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