A MAIOR EXPLOSÃO DO UNIVERSO PODE REVELAR OS SEGREDOS DA MATÉRIA ESCURA

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A detecção do GRB 221009A pela colaboração LHAASO marca um avanço significativo na astrofísica moderna, desafiando as teorias convencionais sobre a propagação de raios gama. Este evento foi registrado com energias de até 18 TeV z=0.151, o que indica que ocorreu a aproximadamente 1,5 bilhões de anos-luz da Terra. A importância dessa detecção reside no fato de que, segundo os modelos atuais da luz de fundo extragaláctica (EBL), fótons com energias superiores a 10 TeV deveriam ser fortemente absorvidos antes de chegarem ao nosso planeta.
Os modelos EBL, como o proposto por Saldana-Lopez et al., preveem uma atenuação extrema para fótons de alta energia.

Isso implica que a observação do GRB 221009A requer uma luminosidade TeV extremamente alta, o que é difícil de explicar dentro dos modelos de emissão convencionais. Assim, surge um dilema: ou o universo é mais transparente do que se acreditava ou precisamos considerar novos fenômenos físicos.

A solução proposta envolve a interação entre fótons e partículas axion-like (ALPs), que são previstas por teorias além do modelo padrão, como a teoria das cordas. As ALPs são partículas muito leves e neutras que podem oscilar em fótons na presença de campos magnéticos. Essa interação não apenas aumenta a probabilidade de sobrevivência dos fótons, mas também permite que eles atravessem a EBL sem serem absorvidos. Assim, as oscilações fóton-ALP podem ocorrer em vários meios magnetizados, como na galáxia hospedeira do GRB e no espaço extragaláctico.

O estudo sugere que as interações entre fótons e ALPs podem ocorrer eficientemente na galáxia hospedeira do GRB 221009A, que foi identificada como uma galáxia em disco observada lateralmente. Além disso, as oscilações também podem ocorrer na Via Láctea e no espaço extragaláctico, dependendo da intensidade do campo magnético externo. O modelo desenvolvido fornece uma explicação robusta para a detecção do GRB 221009A sem depender de suposições ad hoc frequentemente necessárias em modelos convencionais.

Os resultados indicam uma forte evidência da existência das ALPs, alinhando-se com outras observações anteriores em blazares, que são núcleos galácticos ativos. A análise espectral do GRB 221009A mostra que não há um corte significativo no espectro até cerca de 20 TeV, permitindo uma extensão segura da emissão até essa energia sem desvios intrínsecos.

Em conclusão, a detecção do GRB 221009A não apenas desafia as teorias existentes sobre raios gama e sua interação com o universo, mas também sugere novas direções para pesquisa sobre partículas exóticas como as ALPs. Esse evento representa um passo importante na compreensão da física fundamental e na busca por respostas sobre a natureza da matéria escura, reforçando a necessidade de revisões nas teorias atuais da astrofísica.

FONTE:

https://arxiv.org/abs/2412.21175

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