En lo profundo de su abrasador vientre caliente, la estrella roja gigante Betelgeuse podría estar produciendo toneladas de hipotéticas partículas de materia oscura llamadas axiones que, si existen, emitirían una señal reveladora. Una búsqueda reciente de una emisión tan tentadora ha resultado vacía, pero ayuda a los físicos a poner nuevos límites a las propiedades del axión putativo.
Apareciendo como un punto rojo brillante en la constelación de Orión, Betelgeuse es una estrella bien estudiada. Está cosmológicamente cerca, se encuentra a solo 520 años luz de la Tierra, y fue noticia el año pasado cuando comenzó a oscurecerse misteriosamente, lo que llevó a algunos investigadores a creer que podría estar preparándose para explotar como una supernova.
Debido a que es una estrella tan grande y caliente, Betelgeuse también podría ser un lugar perfecto para encontrar axiones, dicen los científicos. Estas partículas conjeturadas podrían tener quizás una millonésima o incluso una billonésima de la masa de un electrón y son candidatas ideales para formar materia oscura, la sustancia misteriosa que supera ampliamente a la materia ordinaria en el universo pero cuya naturaleza aún está en gran parte indeterminada.
Como materia oscura, los axiones no deberían interactuar mucho con las partículas luminosas, pero según algunas teorías, existe una pequeña probabilidad de que los fotones, o partículas ligeras, puedan convertirse de un lado a otro en axiones en presencia de un fuerte campo magnético, dijo Mengjiao Xiao, un físico del Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT) en Cambridge, a Live Science.
El núcleo termonuclear de una estrella es un buen lugar para encontrar copiosas cantidades tanto de fotones como de magnetismo, y Betelgeuse, que tiene 20 veces la masa del sol, posiblemente podría ser “lo que llamamos una fábrica de axiones”, dijo.
Si se producen axiones en este entorno extremo, deberían poder escapar hacia el exterior y fluir hacia la Tierra en grandes cantidades. Al interactuar con el campo magnético natural de la Vía Láctea, estos axiones podrían volver a convertirse en fotones en la parte de rayos X del espectro electromagnético, dijo Xiao. Como estrella anciana, Betelgeuse se encuentra en una etapa de la vida en la que no debería emitir mucha luz de rayos X, agregó, por lo que cualquier radiación detectada en ella podría indicar la presencia de axiones.
Xiao y sus colegas utilizaron la matriz de telescopio espectroscópico nuclear nuclear (NuSTAR) de la NASA para buscar una firma de rayos X proveniente de Betelgeuse, aunque no vieron nada más allá de lo que se esperaba de los procesos astrofísicos ordinarios, como la pequeña cantidad de rayos X que Betegeuse está haciendo. Sus hallazgos, que Xiao presentará el 20 de abril en la reunión de abril de la Sociedad Estadounidense de Física, sugieren que los fotones y los axiones tienen al menos tres veces menos probabilidades de interactuar de lo que se creía anteriormente.
Debido a que los entornos estelares son mucho más ruidosos que las condiciones que se encuentran en un laboratorio, hacer búsquedas como esta es complicado, dijo Joshua Foster, un físico del MIT que no participó en el trabajo pero que ha sido parte de un esfuerzo para buscar axiones provenientes de los cúmulos de estrellas cerca del centro de nuestra galaxia. Pero el equipo trabajó duro para cuantificar sus incertidumbres y ayudó a poner nuevas restricciones en las propiedades potenciales del axión, dijo Foster a Live Science.
Incluso si los investigadores vieran rayos X inesperados provenientes de una estrella, no indicaría necesariamente que los axiones sean reales. Los científicos aún tendrían que descartar muchas explicaciones que no sean de materia oscura para la señal antes de pasar a una nueva física, dijo Foster.
Pero es posible que los axiones, si algún día se encuentran, podrían ayudar a los astrónomos a comprender mejor Betelgeuse, dijo Xiao. Si se conocieran las propiedades de las partículas, los telescopios entrenados en Betelgeuse podrían finalmente captar su señal, brindando información sobre los procesos que ocurren en su vientre y permitiendo a los investigadores calcular cuándo realmente explotará, agregó.
Fuente: Live Science.
