Há dois anos, o satélite XMM-Newton de raios X-radioed dados para a Terra, que despediu-se grandes esperanças com os astrofísicos. Ele tinha pego radiação fraca por vários aglomerados de galáxias a uma energia de cerca de 3,5 kiloelectronvolts (keV) que os pesquisadores não foram imediatamente capazes de explicar com a ajuda do espectro de raios-X conhecido.
Especulações surgiram rapidamente que eles poderiam ser sinais de decomposição partículas de matéria escura - este teria sido o primeiro traço de concreto de forma muito procurada da matéria. A esperança foi logo atenuada, no entanto: As regiões nas quais XMM-Newton observou a radiação de raios-X não encontrou a distribuição espacial que astrofísico análises previstas para a matéria escura.
Além disso, ainda há um grande número de processos físicos para o qual os astrônomos não sabem as impressões digitais correspondentes no espectro de raios-X, e por isso ainda não podem ser excluídos como a possível causa do misterioso sinal. O fato é, os dados espectrais no conjunto de tabelas que os pesquisadores utilizam para avaliar espectros astronômico ainda estão incompletos. Eles são muitas vezes baseadas em pressupostos teóricos e são proporcionalmente pouco fiáveis.
Para ajudar a responder a esta pergunta, físicos do Instituto Max Planck de Física Nuclear em Heidelberg verificada uma explicação alternativa. Assim, a procura por esta forma de matéria, que é difícil de detectar, deve continuar, como o sinal de raios-X misteriosa parece se originar de íons de enxofre altamente carregadas que os elétrons de captura de átomos de hidrogênio.
íons altamente carregados podem muitas vezes ser encontrados entre as galáxias. Físicos que trabalham com José Crespo, líder de um grupo de investigação no Instituto Max Planck de Física Nuclear, já fechou uma lacuna nos dados de raios-X com seus experimentos. De acordo com cálculos feitos por pesquisadores da SRON, Instituto Holandês de Pesquisas Espaciais, a linha misteriosa poderia ser causada por núcleos de enxofre nua (S16 +), ou seja enxofre que perderam todos os seus elétrons, cada um dos quais pega um elétron de um átomo de hidrogênio .
íons altamente carregados podem ser encontrados no meio quente entre as galáxias de um cluster, e suficiente de enxofre completamente ionizado está presente também. "Explicado em termos ilustrativos, a troca de carga opera como este", diz José Crespo na explicação do processo: "O alto custo do S16 + ion tipo de suga o elétron do átomo H. Em seguida, liberta energia na forma de raios-X ".
Os físicos usaram um ion trap feixe de elétrons para as medições. Em primeiro lugar, injectado um feixe extremamente fina de um composto de enxofre voláteis no vácuo do aparelho. Os elétrons com que, em seguida, bombardeados as moléculas fragmentadas as moléculas e bateu os elétrons dos átomos - quantas depende da energia do feixe de elétrons. Eles podem, assim, produzir especificamente os íons de enxofre altamente carregadas desejados.
Os pesquisadores então desligado do feixe de electrões durante alguns segundos, a fim de ser capaz de observar como iões de enxofre nus chupar electrões de moléculas que ainda não tenham sido destruídas. Os electrões inicialmente têm uma grande quantidade de energia quando eles são capturados pelos iões S16 +, mas libertar essa energia na forma de raios-X. O mais enérgico dessas emissões foi em torno de 3,47 kiloelectronvolts - ou seja, muito perto da linha misteriosa que XMM-Newton tinha gravado.
"A fim de apoiar a nossa interpretação, os nossos colegas da Holanda realizaram cálculos modelo na troca de carga, e eles podem explicar os nossos dados muito bem", diz Chintan Shah, que fez contribuições importantes para os experimentos.
O facto de que os iões de enxofre nus removidos os electrões de moléculas intactas do composto de enxofre volátil e não a partir de átomos de hidrogénio nas experiências realizadas em Heidelberg, não é importante para o espectro de raios-X, tal como raios-X são gerados apenas quando o elétrons na enxofre perder energia.
"Se as imprecisões das medições astrofísicas e as incertezas experimentais são tidos em conta, torna-se claro que a troca de carga entre átomos de enxofre e hidrogênio nuas pode excepcionalmente explicar o misterioso sinal em torno de 3,5 keV", explica José Crespo, em resumo da resultado. A busca pela matéria escura deve, portanto, continuar.
A imagem no topo da página mostra 1/1000 de uma simulação cosmológica Bolshoi, o zoom em uma região centrada no halo de matéria escura de um grande aglomerado de galáxias. (NASA Ames Research Center)
O Galaxy diário via Max Planck Institute
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