La materia oscura constituye más del 80% de la masa del universo, según se sabe por sus efectos gravitatorios. El hecho de determinar su naturaleza constituye uno de los mayores misterios de la física.
Adrián Ayala y su directora de tesis, Inmaculada Domínguez, ambos pertenecientes al grupo ‘FQM-292 Evolución estelar y Nucleosíntesis’ de la Universidad de Granada, tras la publicación de un artículo en la prestigiosa Physical Review Letters, lograron poner límites a las propiedades de una de las partículas candidatas a materia oscura: los axiones.
En esta investigación, también han participado Mauricio Gianotti (Universidad de Barry. EEUU), Alessandro Mirizzi (DESY, Alemania) y Oscar Straniero (Instituto Nacional de Astrofísica de Teramo, Italia). Con esto, se demuestra una vez más la intensa colaboración entre físicos y astrofísicos y abre la puerta a una ciencia relativamente nueva denominada “física de astropartículas”.
En este trabajo los científicos han utilizado las estrellas como laboratorios de física de partículas: a las altas temperaturas del interior estelar, los fotones pueden convertirse en axiones que escapan al exterior, llevándose energía.
Según explica Ayala “esta pérdida de energía puede tener consecuencias observables o no, en algunas fases de la evolución estelar, en nuestro trabajo hemos realizado simulaciones numéricas de la evolución de una estrella, desde su nacimiento hasta que se agota en su interior el hidrógeno y posteriormente el helio, incluyendo procesos de producción de axiones”.
Los resultados indican que la emisión de axiones puede disminuir significativamente en el tiempo de combustión central de helio, la llamada fase HB (Horizontal Branch): la energía que se llevan los axiones se compensa con energía procedente de la combustión nuclear, consumiéndose el helio más rápidamente.
Inmaculada Domínguez asegura: “Basándonos en esta influencia sobre los tiempos característicos de evolución, podemos acotar la emisión de axiones, ya que una emisión alta implica una fase HB rápida, disminuyendo la probabilidad de observar estrellas en esta fase”.
Los autores de este trabajo apuntan que la precisión en la determinación de la constante de acoplamiento por el método utilizado “depende críticamente de la precisión con que se pueda estimar el contenido del helio inicial de las estrellas del cúmulo globular”.
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