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Proposés il y a plusieurs décennies pour résoudre une énigme concernant les forces nucléaires, les axions sont aujourd'hui envisagés comme des candidats possibles pour constituer la matière noire, cette composante invisible qui représente une part importante du cosmos. Bien qu'insaisissables, leur existence pourrait laisser des empreintes indirectes dans l'évolution des étoiles.
L'équipe scientifique a examiné des données archivées du Télescope Spatial Hubble, en portant son attention sur les naines blanches de l'amas globulaire 47 Tucanae. Ces astres constituent un laboratoire idéal car ils sont tous nés simultanément, fournissant un échantillon uniforme pour analyser leur refroidissement. Par la suite, des simulations ont été employées pour anticiper l'influence potentielle des axions sur la température de ces étoiles.
Dans le cadre de certains modèles, les électrons présents dans les naines blanches, se déplaçant à des vitesses proches de celle de la lumière, pourraient engendrer des axions. Ces particules s'échapperaient alors, emportant avec elles de l'énergie et accélérant ainsi le refroidissement stellaire. Les chercheurs ont incorporé ce mécanisme dans un logiciel de simulation afin de confronter ces prédictions aux observations réelles.
Aucune trace notable de refroidissement attribuable aux axions n'a été décelée dans les résultats. Ce travail a permis de poser de nouvelles contraintes sur l'interaction entre électrons et axions, montrant ainsi que ce processus, si il existe, serait extrêmement faible. Ces éléments offrent ainsi une vision plus nette des phénomènes envisageables dans le cosmos.
Ces observations n'excluent pas l'existence des axions, mais elles guident les investigations vers d'autres voies.