En octubre de 2022, los científicos detectaron la crimen explosiva de una sino a 2.400 millones de abriles luz de distancia que era más brillante que cualquiera de ningún modo registrada.
Cuando el núcleo de la sino colapsó en un agujero enfadado, el estallido de rayos gamma emitido por la sino (un evento llamado GRB 221009A) estalló con energías de hasta 18 teraelectronvoltios. Los estallidos de rayos gamma ya son las explosiones más brillantes que nuestro Universo puede producir; pero GRB 221009A batió récords absolutos, lo que le valió el apodo de “el BARCO”: el más brillante de todos los tiempos.
Sin retención, poco anda mal con la imagen, según un equipo de astrofísicos dirigido por Giorgio Galanti del Instituto Franquista de Astrofísica (INAF) de Italia. Basándonos en modelos de vanguardia del Universo, no deberíamos poder ver fotones más potentes que 10 teraelectronvoltios en los datos del Gran Observatorio de Lluvias de Vientecillo a Gran Cota (LHAASO) que realizó la detección.
A 2.400 millones de abriles luz de distancia, los fotones con energías superiores a 10 teraelectronvoltios deberían ser fuertemente absorbidos por interacciones con otros fotones muy potentes en la tenue luz entre las galaxias, la señal luz de fondo extragaláctica.
¿Y ahora qué? Bueno, todo el lío simplemente desaparece si entran en la mezcla partículas similares a axiones, uno de los principales candidatos para la misteriosa materia oscura que constituye la anciano parte de la masa del Universo, como predice la teoría de cuerdas.
El investigación flamante se presentó en la 58.ª conferencia Rencontres de Moriond en marzo de 2024 y ahora está acondicionado en el servidor de preimpresión arXiv.
“Nosotros… mostramos que el problema se resuelve si introducimos la interacción de fotones con partículas similares a axiones (ALP)”, escribe el equipo en su artículo.
“Las ALP son predichas por la teoría de cuerdas, se encuentran entre los mejores candidatos para la materia oscura y pueden producir mercancía espectrales y de polarización en fuentes astrofísicas en presencia de campos magnéticos externos.
“En particular, en el caso de GRB 221009A, se producen oscilaciones de partículas similares a fotones y axiones en el interior de los medios magnetizados cruzados, es sostener, la galaxia anfitriona, el espacio extragaláctico, la Vía Láctea, lo que reduce parcialmente la filtración de luz de fondo extragaláctica a un nivel que explica la detección de LHAASO. de GRB 221009A y su espectro observado.”
La materia oscura es una de las mayores preguntas que tenemos sobre el Universo. Una vez que hemos tenido en cuenta toda la materia corriente (las estrellas, el gas, los agujeros negros, las galaxias, las rocas, el polvo, cualquier cosa que podamos detectar directamente), queda demasiada pesadez. Sea lo que sea lo que genera esa pesadez, hay mucha más que materia corriente. Aproximadamente del 85 por ciento de la masa del Universo es materia oscura.
No sabemos qué es la materia oscura, pero hay muchos candidatos posibles. Los axiones son uno de los principales contendientes. Se cree que estas partículas hipotéticas se comportan un poco como los neutrinos, en el sentido de que no interactúan mucho con la materia corriente, lo que las hace difíciles de detectar. Sin retención, todavía se predice que se comportarán como lo hace la materia oscura, por lo que los astrofísicos están ansiosos por encontrar pruebas de su existencia.
Galanti y sus colegas habían antitético previamente evidencia de partículas similares a axiones en la luz de blazares distantes, galaxias extremadamente activas que arden con luz. Pero la crisis de rayos gamma más brillante de ningún modo instinto representó un nuevo laboratorio para la búsqueda de axiones.
Según un maniquí flamante de la luz de fondo extragaláctica, los fotones de rayos gamma de inscripción energía que viajan a grandes distancias deberían interactuar con la luz de fondo con tanta fuerza que no pueden alcanzarnos. Según los cálculos de los investigadores, las interacciones entre fotones y axiones deberían hacer que el espacio intergaláctico sea más transparente a la luz de inscripción energía.
Por lo tanto, el hecho de que LHAASO haya detectado fotones de hasta 18 teraelectronvoltios podría constituir la primera detección indirecta de axiones, afirman los investigadores.
La conclusión requerirá mucho más trabajo antiguamente de ser confirmada, especialmente porque otras búsquedas no arrojaron insignificante. Pero tenemos otros lugares donde despabilarse; en particular, las estrellas de neutrones pueden estar bombeando axiones a un ritmo vertiginoso.
Lo lograremos todavía.
La investigación del equipo está acondicionado en arXiv.