Conform modelelor matematice, materia întunecată ar trebui să reprezinte 73% din materia din Univers și 23% din masa-energia sa.

Un studiu recent, care își propunea să identifice o eventuală emisie de axioni dinspre Betelgeuse, nu a reușit să-și atingă obiectivul, însă chiar și acest eșec îi poate ajuta pe oamenii de știință să-și rafineze sistemul de căutare al particulelor bănuite a forma materia întunecată.

Vizibilă ca un strălucitor punct roșu în constelația Orion, Betelgeuse este o stea îndelung studiată de astronomi. Din punct de vedere cosmologic ea se află relativ aproape de Soare - 520 de ani lumină - iar o serie de observații realizate anul trecut au arătat că masiva stea are o strălucire variabilă, motiv pentru care unii oameni de știință au avansat ipoteza că ar fi pe cale să explodeze sub formă de supernovă.

O stea atât de masivă și de fierbinte ar putea fi locul ideal pentru a căuta axioni, conform astrofizicienilor. Aceste particule conjecturate ar putea avea între o milionime și o miliardime din masa unui electron și sunt considerate candidatele ideale pentru a explica materia întunecată.

Dacă axionii sunt materie întunecată, atunci ei nu interacționează puternic cu particulele de lumină, însă conform unor teorii, există o mică probabilitate ca fotonii să poată oscila între starea de particule de lumină și cea de axioni în prezența unor câmpuri magnetice extrem de puternice, după cum explică Mengjiao Xiao, fizician la Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Inima termonucleară a unei stele este cel mai potrivit loc pentru a găsi atât cantități uriașe de fotoni cât și câmpuri magnetice extrem de puternice, iar Betelgeuse, care este de 20 de ori mai masivă decât Soarele, ar putea fi „o fabrică de axioni”, spune Xiao.

Dacă axionii sunt produși într-un astfel de mediu extrem, ei ar trebui totuși să poată evada spre exterior în cantități mari și să fie detectați de pe Pământ. Prin interacțiunea cu câmpul magnetic al Căii Lactee, acești axioni ar putea să treacă din nou în starea de fotoni în zona de raze-X a spectrului electromagnetic, mai susține Xiao.

Betelgeuse este considerată o stea aflată spre sfârșitul vieții și astfel nu ar trebui să emită o cantitate foarte mare de raze X. Din acest motiv, detectarea unei emisii de radiații X dinspre Betelgeuse ar putea indica prezența axionilor.

Mengjiao Xiao și colegii săi au folosit sistemul Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) al NASA pentru a căuta emisiile de radiații X provenite dinspre Betelgeuse, dar au reușit să identifice doar o cantitate mică de astfel de radiații, cantitate specifică unei stele aflate în ultimele stadii de viață. Concluzia acestui studiu, prezentată de Xiao la 20 aprilie în cadrul unei întruniri a Societății Americane de Fizică, sugerează că fotonii și axionii interacționează cu o probabilitate de cel puțin trei ori mai mică decât se credea inițial.

Mediile stelare sunt extrem de violente spre deosebire de condițiile controlate, de laborator, iar astfel de studii sunt dificil de realizat, explică și Joshua Foster, fizician la MIT care nu a participat la acest studiu, dar care caută axionii proveniți din aglomerarea de stele din apropierea centrului galactic. Deși nu a reușit să-și atingă obiectivul, studiul coordonat de Xiao oferă noi date ce pot fi folosite pentru a determina cu mai multă precizie proprietățile potențiale ale axionilor, a mai spus Foster.

Pe lângă explicațiile mult așteptate cu privire la materia întunecată, este posibil ca axionii, dacă vor fi descoperiți la un moment dat, să-i ajute pe astronomi să înțeleagă mai bine și natura lui Betelgeuse, să poată descrie ce se petrece în interiorul acestei stele gigantice și să calculeze dacă și când aceasta ar putea intra în stadiul de supernovă, a adăugat Xiao.