p Um axion é uma partícula elementar hipotética cuja existência foi postulada a fim de explicar por que certas reações subatômicas parecem violar as restrições básicas de simetria, em particular simetria no tempo. O Prêmio Nobel de Física de 1980 foi para a descoberta de reações assimétricas no tempo. Enquanto isso, durante as décadas seguintes, astrônomos que estudavam os movimentos das galáxias e o caráter da radiação cósmica de fundo em micro-ondas perceberam que a maior parte da matéria do universo não era visível. Foi apelidado de matéria escura, e as melhores medições de hoje mostram que cerca de 84% da matéria no cosmos é escura. Este componente é escuro não apenas porque não emite luz - não é composto de átomos ou seus constituintes usuais, como elétrons e prótons, e sua natureza é misteriosa. Axions foram sugeridos como uma solução possível. Físicos de partículas, Contudo, até agora não foram capazes de detectar axions diretamente, deixando sua existência em dúvida e revigorando os quebra-cabeças que deveriam resolver. p O astrônomo do CfA Paul Nulsen e seus colegas usaram um novo método para investigar a natureza dos áxions. A mecânica quântica restringe os áxions, se eles existem, interagir com a luz na presença de um campo magnético. À medida que se propagam ao longo de um campo forte, axions e fótons devem transmutar de um para o outro de maneira oscilatória. Como a força de qualquer efeito possível depende em parte da energia dos fótons, os astrônomos usaram o Observatório de raios-X Chandra para monitorar a emissão de raios-X brilhantes de galáxias. Eles observaram raios-X do núcleo da galáxia M87, que é conhecido por ter fortes campos magnéticos, e que (a uma distância de apenas cinquenta e três milhões de anos-luz) está perto o suficiente para permitir medições precisas das variações no fluxo de raios-X. Além disso, M87 está em um aglomerado de galáxias, o aglomerado de Virgem, o que deve garantir que os campos magnéticos se estendam por escalas muito grandes e também facilitar a interpretação. Não menos importante, O M87 foi estudado cuidadosamente durante décadas e suas propriedades são relativamente bem conhecidas.

p A pesquisa não encontrou a assinatura de axions. Sim, Contudo, definir um novo limite importante na força do acoplamento entre axions e fótons, e é capaz de descartar uma fração substancial dos possíveis experimentos futuros que podem ser realizados para detectar áxions. Os cientistas observam que sua pesquisa destaca o poder da astronomia de raios-X para sondar algumas questões básicas da física de partículas, e apontar para atividades de pesquisa complementares que podem ser realizadas em outras galáxias emissoras de raios-X brilhantes.