Raios-X de sinal misterioso intriga astrônomos
Raios-X de sinal misterioso intriga astrônomos
24 de junho de 2014
Esta imagem composta do Cluster Perseus combina dados equivalente a mais de 17 dias de tempo de observação mais de uma década.
Crédito de imagem:
Raios-X: NASA, CXC, SAO, E.Bulbul, et al.
Enquanto mantém potencial emocionante, estes resultados devem ser confirmados com dados adicionais para descartar outras explicações e determinar se é plausível que a matéria escura foi observada.
Os astrónomos pensam que a matéria escura constitui 85% da matéria do Universo, mas não emite nem absorve luz como a matéria "normal", como prótons, nêutrons e elétrons que compõem os elementos familiares observados em planetas, estrelas e galáxias. Devido a isso, os cientistas devem usar métodos indiretos para procurar pistas sobre a matéria escura.
Os últimos resultados do Chandra e XMM-Newton consiste em uma linha de emissão de raios-X não identificado, ou seja, um aumento de intensidade em um comprimento de onda muito específico de luz de raios-X. Os astrônomos detectaram esta linha de emissão no aglomerado de galáxias Perseus usando tanto Chandra e XMM-Newton. Eles também descobriram a linha em um estudo combinado de 73 outros aglomerados de galáxias com XMM-Newton.
"Nós sabemos que a explicação da matéria escura é um tiro no escuro, mas o pay-off seria enorme se nós estamos bem", disse Esra Bulbul, do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica (CfA), em Cambridge, Massachusetts, que liderou o estudo."Então, nós vamos continuar a testar esta interpretação e ver onde isso nos leva."
Os autores sugerem que esta linha de emissão pode ser uma assinatura do decaimento de um "neutrino estéril." Neutrinos estéreis são um tipo hipotético de neutrino que está previsto para interagir com a matéria normal só via a gravidade. Alguns cientistas propuseram que os neutrinos estéreis podem explicar, pelo menos em parte a matéria escura.
"Temos muito trabalho a fazer antes que possamos afirmar, com alguma confiança, que nós encontramos neutrinos estéreis", disse Maxim Markevitch, um co-autor do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "Mas só a possibilidade de encontrá-los nos tem muito animado."
Uma fonte de incerteza é que a detecção desta linha de emissão está empurrando as capacidades dos dois observatórios em termos de sensibilidade. Além disso, podem existir outros que neutrinos estéreis explicações, se esta linha de emissão de raios-X é considerada verdadeira. Existem maneiras que a matéria normal no cluster poderia ter produzido a linha, embora a análise da equipe sugeriu que todos eles se envolvem mudanças improváveis para a nossa compreensão das condições físicas do aglomerado de galáxias ou os detalhes da física atômica de gases extremamente quentes.
Os autores observam que mesmo que a interpretação neutrino estéril estiver correta, a sua detecção não implica necessariamente que toda a matéria escura é composta por estas partículas.
"Nosso próximo passo é combinar dados de Chandra e missão da JAXA Suzaku para um grande número de aglomerados de galáxias para ver se encontramos o mesmo sinal de raios-X", disse o co-autor Adam Foster, também do CFA. "Há um monte de idéias por aí sobre o que estes dados poderiam representar. Podemos não saber ao certo até lançamentos Astro-H, com um novo tipo de detector de raios-X, que será capaz de medir a linha com mais precisão do que actualmente possível ".
Devido ao potencial tentadora desses resultados, após submeter-se a The Astrophysical Journal, os autores postou uma cópia do papel de um banco de dados de acesso público, arXiv. Este fórum permite aos cientistas examinar um papel antes de sua aceitação em um jornal peer-reviewed. O documento deu início a uma onda de atividade, com 55 novos papéis que têm já citado neste trabalho, envolvendo principalmente as teorias que discutem a linha de emissão como possíveis evidências da matéria escura. Alguns dos papéis explorar a interpretação neutrino estéril, mas outros sugerem diferentes tipos de candidatos partículas de matéria escura, como o axion, pode ter sido detectado.
Apenas uma semana após Bulbul et al. colocado seu artigo no arXiv, um grupo diferente, liderado por Alexey Boyarsky, da Universidade de Leiden, na Holanda, colocou um papel no arXiv relatar evidências de uma linha de emissão no mesmo energia em observações do XMM-Newton da galáxia M31 e arredores do aglomerado Perseus. Isso reforça a evidência de que a linha de emissão é real e não um artefato instrumental.
O artigo descrevendo as novas observações do Chandra e XMM-Newton aparece na 20 junho de 2014 edição do The Astrophysical Journal. Marshall Space Flight Center da NASA, em Huntsville, Alabama, gerencia o programa Chandra para a Ciência Mission Directorate da NASA em Washington. O Observatório Astrofísico Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts, controla as operações científicas e de voo de Chandra.
Comentários