Las estrellas de neutrones con predilección por el viraje extremo podrían estar produciendo en serie una de las partículas más buscadas del Universo.
Estas partículas elementales se denominan axiones y hasta la data son puramente hipotéticas. Sin secuestro, si lográramos encontrarlos, podríamos resolver algunos de los mayores problemas del cosmos, incluido la identidad de al menos un tipo de materia oscura.
Tan eficientes deberían ser estas estrellas que giran rápidamente para atrapar axiones que las esquivas partículas pueden ser secuestradas en cantidades lo suficientemente altas como para finalmente detectarlas. Y eso nos daría algunas pistas importantes sobre la naturaleza y las propiedades del axión, como su masa.
Los astrónomos han estado buscando pistas sobre los axiones desde que los físicos propusieron su existencia en los abriles 1970. A un poco como los neutrinos, tSe cree que interactúan débilmente con otra materia, lo que los hace difíciles de detectar.
Sin secuestro, si están adentro de un cierto rango de masa, se predice que se comportarán exactamente como lo hace la materia oscura, contribuyendo a enseres gravitacionales pronunciados que no pueden interpretar basándose solamente en la cantidad de materia natural en el Universo.
En teoría, se prórroga que los axiones se descompongan fácilmente en pares de fotones en presencia de un campo hipnótico suficientemente resistente, haciéndolos visibles de guisa efectiva. Descubrir un exceso de luz sin una fuente fácilmente determinada cerca de un imán potente puede ser un signo de desintegración del axión.
Las estrellas de neutrones tienen campos magnéticos increíblemente intensos. Estos objetos son los núcleos de estrellas masivas que se han convertido en supernovas, colapsando en masas calientes y ultradensas tan apretadas que se comportan de guisa muy parecida a un único núcleo atómico del tamaño de una ciudad.
El campo hipnótico que tournée desde este objeto es billones de veces más poderoso que el de la Tierra; lo suficientemente resistente como para matarte, si otras características de las estrellas de neutrones no llegaran allí primero.
Un púlsar es un tipo de fortuna de neutrones con un toque adicional: tournée a velocidades increíblemente altas, a menudo tan rápidas como escalas de milisegundos. Mientras lo hace, potentes rayos de transmisión de radiodifusión salen disparados desde los polos del púlsar, de modo que parece pulsar en el espacio como un faro cósmico. Ese viraje tiene otro huella: parece aumentar el poder del campo hipnótico de la fortuna de neutrones.
El físico Dion Noordhuis de la Universidad de Amsterdam y sus colegas publicaron un artículo el año pasado que encontró que estas estrellas que giran rápidamente son capaces de producir un número de axiones de 50 dígitos por minuto. A medida que escapan de la fortuna, estos axiones atravesarían su campo hipnótico y se transformarían en fotones, haciendo que el púlsar fuera un poco más brillante de lo que debería ser.
Al analizar varios púlsares, no pudieron detectar ninguna luz adicional. Eso no significa que estas partículas hipotéticas no estén ahí; sólo que, si hay axiones presentes, existen limitaciones más estrictas sobre la señal que pueden producir.
Los axiones atrapados por la importancia extrema de la fortuna asimismo deberían producir una señal, según un nuevo artículo que continúa esa investigación susodicho. Con el tiempo (quizás en escalas de millones de abriles), los axiones deberían acumularse cerca del púlsar, durando toda la vida de la fortuna de neutrones, produciendo una capa tenue y nebulosa sobre la superficie de la fortuna.
Según el examen del equipo, estas nubes de axiones, si existen, deberían ser normales para las estrellas de neutrones, lo que significa que están presentes en la mayoría, si no en todas. Y deberían ser extremadamente densos, rodeando de 20 órdenes de magnitud más altos que la densidad restringido de materia oscura, lo que significa que a su vez deberían producir una firma detectable a medida que los fotones se filtren.
No sabemos con certeza qué forma tomaría esta firma, pero el equipo planteó dos posibilidades principales. Una es una señal continua, una partidura estrecha en el espectro de radiodifusión del púlsar a una frecuencia correspondiente a la masa del axión. No sabemos cuál es esta masa, pero la marcha de la partidura en el espectro podría reducirla.
El otro es un estallido de luz al final de la vida útil de la fortuna de neutrones, el punto en el que deja de emitir radiación. Se prevé que este proceso llevará lógicamente billones de abriles; El Universo no tiene la época suficiente para que esto haya sucedido todavía, por lo que es poco probable que observemos pronto explosiones de axiones provenientes de estrellas de neutrones moribundas. Eso hace que la señal continua sea la mejor opción.
Al igual que con el exceso de luz, los investigadores no pudieron encontrar evidencia de una abundancia de axiones de estrellas de neutrones rodeando de púlsares cercanos. Pero la no detección permitió las limitaciones más fuertes hasta el momento sobre la masa del axión adentro de un cierto rango, sin obedecer de la suposición de que los axiones son materia oscura.
La investigación asimismo allana el camino para futuras búsquedas, brindándonos nuevas formas de agenciárselas y comprender las propiedades de esta misteriosa y esquiva partícula.
La investigación ha sido publicada en Revisión física clavo.
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