Estrelas de nêutrons podem estar esquentando a partir da aniquilação da matéria escura

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Estrelas de nêutrons podem estar esquentando a partir da
aniquilação da matéria escura
Impressão artística do magnetar no aglomerado estelar Westerlund 1. Crédito: ESO/L. Calçada
Um dos grandes mistérios sobre as partículas de matéria escura é se elas interagem umas com as outras.
Nós ainda não sabemos a natureza exata do que é a matéria escura.
Alguns modelos argumentam que a matéria escura só interage gravitacionalmente, mas muitos mais
postulam que as partículas de matéria escura podem colidir umas com as outras, aglomerar-se e até mesmo
decair em partículas que podemos ver.
Se for esse o caso, então objetos com campos gravitacionais particularmente fortes, como buracos negros,
estrelas de nêutrons e anãs brancas, podem capturar e concentrar a matéria escura.
Isso pode afetar a forma como esses objetos aparecem. Como um caso em questão, um estudo recente
analisa a interação entre a matéria escura e as estrelas de nêutrons.
Estrelas de nêutrons são feitas da matéria mais densa do cosmos. Seus poderosos campos gravitacionais
poderiam aprisionar a matéria escura e, ao contrário dos buracos negros, qualquer radiação da matéria
escura não ficará presa atrás de um horizonte de eventos.
As estrelas de nêutrons são um candidato perfeito para estudar modelos de matéria escura. Para este
estudo, a equipe analisou a quantidade de matéria escura que uma estrela de nêutrons poderia capturar e
como o decaimento de partículas de matéria escura interagindo afetaria sua temperatura.
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Os detalhes dependem de qual modelo específico de matéria escura você usa. Em vez de abordar modelos
variantes, a equipe analisou propriedades amplas.
Especificamente, eles se concentraram em como a matéria escura e os bárions (pães e nêutrons) podem
interagir, e se isso faria com que a matéria escura ficasse presa. Com certeza, para o alcance de possíveis
interações de báriom-dark, as estrelas de nêutrons podem capturar a matéria escura.
A equipe então passou a analisar como a termalização da matéria escura poderia ocorrer. Em outras
palavras, como a matéria escura é capturada, ela deve liberar energia térmica na estrela de nêutrons
através de colisões e aniquilação da matéria escura.
Com o tempo, a matéria escura e a estrela de nêutrons devem atingir um equilíbrio térmico. A taxa em que
isso ocorre depende de quão fortemente as partículas interagem, a chamada seção transversal de
dispersão.
A equipe descobriu que o equilíbrio térmico é alcançado rapidamente.
Para modelos escalares simples de matéria escura, o equilíbrio pode ser alcançado dentro de 10.000 anos.
Para modelos vetoriais de matéria escura, o equilíbrio pode acontecer em apenas um ano.
Independentemente do modelo, as estrelas de nêutrons podem atingir o equilíbrio térmico em um piscar de
olhos cósmico.
Se este modelo estiver correto, então a matéria escura pode desempenhar um papel mensurável na
evolução das estrelas de nêutrons. Poderíamos, por exemplo, identificar a presença de matéria escura
observando estrelas de nêutrons que são mais quentes do que o esperado.
Ou talvez até mesmo distinguir diferentes modelos de matéria escura pelo espectro geral de estrelas de
nêutrons.
Escrito por Brian Koberlein/Universo Hoje
https://www.universetoday.com/166629/neutron-stars-could-be-heating-up-from-dark-matter-annihilation/amp/