Matéria Escura: Nova Evidência de Raios Gama Pode Confirmar Existência

Cientistas estão mais perto de confirmar a existência da matéria escura, componente invisível que representa mais de um quarto do universo. A análise de um brilho difuso de raios gama captado próximo ao centro da Via Láctea oferece novas pistas.

Enquanto a matéria comum compõe tudo o que vemos – de estrelas a pessoas –, ela representa apenas cerca de 5% do cosmos. A matéria escura, que não interage com a luz, estima-se que forme 27%, com a energia escura respondendo pelos 68% restantes. Sua presença é inferida pelos efeitos gravitacionais em larga escala, mas sua natureza exata permanece um mistério.

A pesquisa atual foca em um excesso de raios gama detectado pelo telescópio Fermi Gamma-ray Space na região central da nossa galáxia. Essa observação pode finalmente fornecer a confirmação há muito esperada sobre a existência da matéria escura.

Explicações Concorrentes para as Emissões de Raios Gama

Duas teorias principais tentam explicar as emissões de raios gama observadas. A primeira hipótese sugere que o brilho é resultado da colisão de partículas de matéria escura em aglomerações na região galáctica. A segunda explicação aponta para uma classe de estrelas de nêutrons, os pulsares de milissegundos, que emitem luz em todo o espectro eletromagnético enquanto giram rapidamente.

Uma análise recente, que incluiu simulações avançadas, considerou ambas as hipóteses igualmente prováveis. Os resultados indicam que os raios gama gerados pela aniquilação da matéria escura produzem um sinal consistente com o observado pelo satélite Fermi.

Matéria Escura Pode Ter Sido Indiretamente Detectada

“Compreender a natureza da matéria escura que permeia nossa galáxia e todo o universo é um dos maiores problemas da física”, afirma o cosmólogo Joseph Silk, da Universidade Johns Hopkins e do Instituto de Astrofísica da Universidade de Paris/Sorbonne, um dos autores do estudo. “Nosso novo e importante resultado é que a matéria escura se encaixa nos dados de raios gama pelo menos tão bem quanto a hipótese rival da estrela de nêutrons. Aumentamos as chances de que a matéria escura tenha sido indiretamente detectada.”

A expectativa é que o Cherenkov Telescope Array Observatory, o mais poderoso telescópio terrestre de raios gama, atualmente em construção no Chile e com operação prevista para 2026, possa diferenciar as emissões de ambas as fontes.

Desafios da Detecção de Matéria Escura

“Como a matéria escura não emite nem bloqueia a luz, só podemos detectá-la por meio de seus efeitos gravitacionais sobre a matéria visível. Apesar de décadas de busca, nenhum experimento ainda detectou partículas de matéria escura diretamente”, explica o astrofísico Moorits Mihkel Muru, da Universidade de Tartu e do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, e principal autor do estudo.

A região onde o excesso de raios gama foi observado abrange os 7.000 anos-luz mais internos da galáxia, a aproximadamente 26.000 anos-luz da Terra. Os raios gama, com seus menores comprimentos de onda e maior energia, são suspeitos de serem um subproduto da aniquilação das partículas de matéria escura.

Acredita-se que a formação da Via Láctea envolveu o Colapso de uma vasta nuvem de matéria escura e comum. A matéria comum, ao esfriar, teria arrastado consigo parte da matéria escura para as regiões centrais. A hipótese mais simples da matéria escura postula que essas partículas são suas próprias antipartículas e se aniquilam completamente ao colidir, produzindo raios gama.

No entanto, o brilho também pode ser explicado pela emissão coletiva de inúmeros pulsares de milissegundos, fontes confirmadas de raios gama pelo satélite Fermi.

Fonte: InfoMoney