Uma equipe de astrofísicos teóricos estudou em detalhes uma forma hipotética de matéria escura que se combina para formar átomos escuros.
Por Paul M. Sutter, Universe Today com informações de Phys.
Um novo estudo de uma equipe de astrofísicos teóricos descobriu que a existência de átomos escuros pode afetar drasticamente a evolução das galáxias.
Não entendemos a grande maioria da matéria no universo. Nós a chamamos de matéria escura, mas é o melhor que temos. Tanto quanto sabemos, a matéria escura é composta por algum novo tipo de partícula atualmente desconhecida da física moderna. Qualquer que seja a partícula, ela não interage com a luz e não interage com a matéria normal, exceto por meio da força gravitacional .
Dada a nossa falta de compreensão dessa substância misteriosa, temos muito espaço para brincar em nossos modelos teóricos. Alguns desses modelos sugerem que a matéria escura não é feita de uma única espécie de partícula que inunda o universo. Em vez disso, pode ser composto de muitos tipos diferentes de partículas. Também pode haver novas forças da natureza, além das quatro que conhecemos, que operam apenas entre as partículas de matéria escura.
Nesta imagem, os vários componentes da matéria escura podem se reunir para formar átomos escuros e até moléculas e estruturas mais complexas. Mais importante ainda, nesses modelos a matéria escura pode se agrupar muito fortemente. Uma equipe de pesquisadores usou esse fato para explorar as consequências observacionais desses modelos de átomos escuros usando simulações da evolução das galáxias.
Eles descobriram que a matéria escura atômica pode se aglomerar muito rapidamente, formando um “disco de sombra” para acompanhar o disco de estrelas na galáxia típica. A partir daí, os átomos escuros continuam a se agrupar, formando o equivalente a estrelas escuras e buracos negros escuros. Ele pode até afundar rapidamente no núcleo da galáxia, aumentando rapidamente a densidade lá.
Todos esses efeitos da matéria escura atômica seriam invisíveis em escalas cosmológicas. Mas eles afetariam drasticamente a evolução das estrelas dentro da galáxia. As estrelas se formam a partir do colapso do material e qualquer influência gravitacional pode afetar a trajetória da formação estelar.
Os pesquisadores encontraram diferenças nas taxas de formação de estrelas e na população e distribuição de estrelas em uma galáxia que inclui átomos escuros versus uma galáxia que inclui apenas um único componente de matéria escura. Os pesquisadores esperam que esses resultados sejam úteis para identificar ainda mais essa substância misteriosa que domina nosso universo.
A pesquisa é publicada no servidor de pré-impressão arXiv .
Mais informações: Sandip Roy et al, Simulating Atomic Dark Matter in Milky Way Analogues, arXiv (2023). DOI: 10.48550/arxiv.2304.09878
