Auxílio à pesquisa 18/21532-4 - Cosmologia, Matéria escura - BV FAPESP
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Estudo das possíveis assinaturas em rádio geradas pela matéria escura em sistemas gravitantes

Processo: 18/21532-4
Modalidade de apoio:Auxílio à Pesquisa - Pesquisador Visitante - Brasil
Data de Início da vigência: 01 de março de 2019
Data de Término da vigência: 29 de fevereiro de 2020
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Astronomia
Pesquisador responsável:Oswaldo Duarte Miranda
Beneficiário:Oswaldo Duarte Miranda
Pesquisador visitante: Elaine Cristina Ferreira Silva Fortes
Instituição do Pesquisador Visitante: Universidade Federal do Pampa (Unipampa), Brasil
Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
Assunto(s):Cosmologia  Matéria escura  Astrofísica de altas energias  Buracos negros  Aglomerados globulares 
Palavra(s)-Chave do Pesquisador:Aglomerados Globulares | Astrofísica de Altas Energias | buracos negros | cosmologia | matéria escura | Matéria Escura

Resumo

O fato de que matéria escura (ME) interage muito fracamente com o Modelo Padrão (MP) implica em muitas dificuldades na busca pela mesma. Assim, qualquer situação que possa colocar em evidência assinaturas de ME é de grande interesse científico. As interações entre as partículas ME e o MP são proporcionais à densidade da partícula com a qual interage. Logo, isso sugere que poderíamos estudar a presença de matéria ME perto de objetos astronômicos onde a força gravitacional é muito forte como anãs brancas, estrelas de nêutrons e buracos negros. Sinais de candidatos a matéria escura poderiam ser detectados através aniquilação ou decaimento dessas partículas em fluxos de raios cósmicos, fluxos de fótons e fluxos de neutrinos em faixas de energia onde possivelmente, o sinal produzido pela ME excede o sinal do background dos processos astrofísicos comuns. Então, um ponto interessante é o estudo combinado desses fluxos provenientes de objetos gravitantes fortes e a comparação do espectro típico deles com o espectro produzido pelo candidato a ME. Entre as promissoras estratégias de estudo, destacamos as emissões secundárias, produzidas pelas interações do elétron relativístico/ pósitron resultante da aniquilação da ME. Estas emissões podem ser caracterizadas como: 1) ondas de rádio da radiação síncrotron de elétrons e pósitrons, 2) raios gama devido ao espalhamento Compton e 3) raios gama devido a processos de bremsstrahlung. A combinação de raios gama e ondas de rádio pode dar pistas interessantes para evidenciar a natureza da ME. Observações feitas pelo telescópio Fermi-LAT indicaram a existência de um excesso no fluxo de raios gama acima do sinal esperado de raios cósmicos que interagem com o gás interestelar. Este fluxo parece se estender sobre a região do centro galáctico e tem um pico de energia de 1 -3 GeV, e uma de suas fortes interpretações sugere como possível explicação a aniquilação de partículas de ME. Além de destacar o excesso de raios gama, o Fermi-LAT também descobriu que o aglomerado globular Tucano 47 é transparente a raios gama. Observações de ondas de rádio e de raios-X foram usadas para colocar limites na massa de um buraco de massa ~ 2300 massas solares habitando junto a Tucano 47. Estes resultados revelam uma grande oportunidade para estudar profundamente a ME nas proximidades deste buraco negro e seus possíveis sinais de raios gama. Tais estudos combinados de sinais secundários em corpo com interação gravitacional são o tema principal deste projeto proposto. (AU)

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Publicações científicas (7)
(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)
FORTES, ELAINE C. F. S.; MIRANDA, OSWALDO D.; STECKER, FLOYD W.; WUENSCHE, CARLOS A.. Dark matter annihilation in the most luminous and the most massive ultra-compact dwarf galaxies (UCD). Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, n. 3, . (18/21532-4)
FORTES, ELAINE C. F. S.; MIRANDA, OSWALDO D.; STECKER, FLOYD W.; WUENSCHE, CARLOS A.. Some implications of the leptonic annihilation of dark matter: possible galactic radio emission signatures and the excess radio flux of extragalactic origin. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, n. 11, . (18/21532-4)
FORTES, ELAINE C. F. S.; MIRANDA, OSWALDO D.; STECKER, FLOYD W.; WUENSCHE, CARLOS A.. What could be the observational signature of dark matter in globular clusters?. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, n. 8, . (18/21532-4)
FORTES, ELAINE C. F. S.; MIRANDA, OSWALDO D.; STECKER, FLOYD W.; WUENSCHE, CARLOS A.. Dark matter annihilation in the most luminous and the most massive ultra-compact dwarf galaxies (UCD). Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, v. N/A, n. 3, p. 21-pg., . (18/21532-4)
FORTES, ELAINE C. F. S.; MIRANDA, OSWALDO D.; STECKER, FLOYD W.; WUENSCHE, CARLOS A.. Some implications of the leptonic annihilation of dark matter: possible galactic radio emission signatures and the excess radio flux of extragalactic origin. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, v. N/A, n. 11, p. 18-pg., . (18/21532-4)
FORTES, E. C. F. S.; MACHADO, A. C. B.; MONTANO, J.; PLEITEZ, V. Lepton masses and mixing in a scotogenic model. Physics Letters B, v. 803, . (14/19164-6, 18/21532-4)
FORTES, ELAINE C. F. S.; MIRANDA, OSWALDO D.; STECKER, FLOYD W.; WUENSCHE, CARLOS A.. What could be the observational signature of dark matter in globular clusters?. Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, v. N/A, n. 8, p. 17-pg., . (18/21532-4)