WASHINGTON (Reuters) – Os cientistas podem estar chegando mais perto de confirmar a existência da matéria escura — material invisível que se acredita constituir mais de um quarto do cosmos — ao estudarem um brilho difuso de raios gama próximo ao centro de nossa galáxia.
Cientistas estão confiantes de que a matéria escura existe por causa dos seus efeitos gravitacionais em grande escala no universo. Devido à sua própria natureza, sua existência tem sido difícil de provar. Mas pesquisas sobre um excesso de raios gama observados e mapeados pelo telescópio Fermi Gamma-ray Space em uma vasta extensão próxima ao coração da Via Láctea prometem fornecer uma confirmação há muito procurada.
Uma delas é que elas são causadas pela colisão de partículas de matéria escura reunidas nessa região galáctica. A outra é que elas são causadas por uma classe de estrelas de nêutrons — densos núcleos colapsados de estrelas massivas após suas mortes — chamadas de pulsares de milissegundos, que emitem luz em todo o espectro eletromagnético à medida que giram centenas de vezes por segundo.
Uma nova análise abrangente, incluindo simulações avançadas, ponderou os méritos dessas hipóteses concorrentes, considerando-as igualmente prováveis. Os raios gama gerados por colisões de partículas de matéria escura, segundo o estudo, produziriam o mesmo sinal de raios gama observado pelo satélite Fermi.
“Compreender a natureza da matéria escura que permeia nossa galáxia e todo o universo é um dos maiores problemas da física”, disse o cosmólogo Joseph Silk, da Universidade Johns Hopkins, em Maryland, e do Instituto de Astrofísica da Universidade de Paris/Sorbonne, um dos autores do estudo publicado na quinta-feira na revista Physical Review Letters.
Segundo os pesquisadores, o mais poderoso telescópio terrestre de raios gama do mundo — o Cherenkov Telescope Array Observatory, atualmente em construção no Chile — pode ser capaz de fornecer uma resposta diferenciando as emissões de raios gama dessas duas fontes. Ele poderá entrar em operação já em 2026.
“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”, disse o astrofísico e principal autor do estudo, Moorits Mihkel Muru, da Universidade de Tartu e do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam.
O excesso de raios gama foi observado em uma região que se estende pelos 7.000 anos-luz mais internos da galáxia. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, 9,5 trilhões de quilômetros. Essa região fica a cerca de 26.000 anos-luz da Terra.
Os raios gama apresentam os menores comprimentos de onda e a maior energia de todas as ondas do espectro eletromagnético. Por que os raios gama podem ser evidência de matéria escura? Suspeita-se que as partículas de matéria escura se aniquilam completamente quando colidem, e essas colisões geram raios gama como subproduto.
Acredita-se que a Via Láctea tenha se formado pelo colapso, sob a força da gravidade, de uma vasta nuvem de matéria escura e matéria comum.
“A matéria comum esfriou e caiu nas regiões centrais, arrastando consigo um pouco de matéria escura para o passeio”, disse Silk. “A única característica da hipótese mais simples da matéria escura é o fato de que se acredita que as partículas de matéria escura são suas próprias antipartículas e se aniquilam completamente quando colidem. Somente os prótons e os antiprótons fazem algo semelhante para produzir raios gama energéticos, e os antiprótons são extremamente raros.”
Mas o brilho também poderia ser produzido pela emissão coletiva de muitos milhares de pulsares de milissegundos até então não observados. O satélite Fermi confirmou que esses objetos são fontes de raios gama que poderiam explicar o brilho nessa região.
