A pesquisa sobre a **matéria escura** acaba de dar um passo significativo. Cientistas observaram um brilho difuso de raios gama próximo ao centro de nossa galáxia, a Via Láctea, um fenômeno que os aproxima da possível confirmação da existência desse componente invisível do Universo. As novas descobertas foram detalhadamente publicadas na prestigiada revista científica Physical Review Letters nesta quinta-feira, 16 de outubro.
A estrutura do cosmo, de acordo com o entendimento científico atual, é composta por três elementos fundamentais: a matéria comum, a matéria escura e a energia escura. A matéria comum constitui tudo o que é observável e tangível no Universo – desde as mais vastas estrelas e planetas até os seres humanos. Ela é detectável em diversos comprimentos de onda, abarcando o infravermelho, a luz visível e os raios gama, porém representa uma parcela surprisingly pequena: apenas 5% de toda a composição cósmica.
Matéria escura: cientistas avançam na detecção via raios gama
Por outro lado, a matéria escura permanece elusiva, correspondendo a aproximadamente 27% do Universo. Sua natureza é peculiar, pois ela não absorve, não reflete e nem emite qualquer tipo de luz, tornando-a diretamente indetectável. A energia escura completa o restante dessa complexa arquitetura cósmica. A convicção da comunidade científica sobre a existência da matéria escura se baseia nos seus robustos efeitos gravitacionais em larga escala, influenciando a dinâmica galáctica e a formação de grandes estruturas cósmicas. No entanto, sua prova direta tem sido um dos maiores desafios da física moderna.
Observações Chave do Telescópio Fermi
Neste contexto investigativo, o Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, da NASA, desempenhou um papel crucial ao mapear uma área com excesso de raios gama, estendendo-se pela vasta região adjacente ao núcleo da Via Láctea. Essa observação capturou a atenção dos pesquisadores, dando origem a duas hipóteses principais para explicar as emissões de raios gama identificadas na região.
A primeira conjectura sugere que as emissões poderiam ser resultado de colisões entre partículas de matéria escura, que se aglomeram densamente naquela porção central da galáxia. Ao colidir, teoriza-se que essas partículas se aniquilariam completamente, gerando raios gama como subproduto energético. A segunda hipótese alternativa atribui as emissões a uma classe específica de estrelas de nêutrons conhecidas como pulsares de milissegundos. Esses objetos celestes são os núcleos densos e colapsados de estrelas que chegaram ao fim de suas vidas, e eles emitem luz em todo o espectro eletromagnético enquanto giram a velocidades impressionantes, centenas de vezes por segundo.
Novas Análises e Implicações Científicas
A análise mais recente, que utilizou simulações avançadas e rigorosos modelos de dados, buscou ponderar os méritos de ambas as hipóteses. O estudo concluiu que as duas explicações são igualmente plausíveis para justificar o brilho de raios gama observado pelo telescópio Fermi. De fato, os cientistas afirmaram que os raios gama oriundos de colisões de partículas de matéria escura produziriam um sinal idêntico ao registrado.
“Compreender a natureza da matéria escura, que permeia nossa galáxia e todo o Universo, é um dos maiores problemas da física contemporânea”, destacou o cosmólogo Joseph Silk, figura de proa da Universidade Johns Hopkins em Maryland, Estados Unidos, e também do Instituto de Astrofísica da Universidade de Paris/Sorbonne, na França. Joseph Silk é um dos autores que assina este novo estudo.
Imagem: www1.folha.uol.com.br
Silk acrescentou que “Nosso novo e importante resultado demonstra que a matéria escura se ajusta aos dados de raios gama pelo menos tão bem quanto a hipótese rival dos pulsares de milissegundos. Isso, portanto, aumenta consideravelmente as chances de que a matéria escura tenha sido, de fato, detectada de maneira indireta.” A região de excesso de raios gama em questão abrange os 7.000 anos-luz mais internos da galáxia – para se ter uma dimensão, um ano-luz equivale a cerca de 9,5 trilhões de quilômetros – e está localizada a aproximadamente 26 mil anos-luz de distância da Terra.
A Fronteira da Detecção e Futuros Horizontes
Os raios gama, caracterizados por possuírem os menores comprimentos de onda e as maiores energias dentro do espectro eletromagnético, são considerados um indicador crucial para a matéria escura. A teoria postula que as partículas de matéria escura podem ser suas próprias antipartículas e, ao colidirem, se aniquilam por completo, liberando raios gama como resultado desse processo. Este processo é análogo ao que ocorre com prótons e antiprótons, embora antiprótons sejam extremamente raros no cosmos. Segundo a hipótese, a Via Láctea teria sido moldada pelo colapso de uma imensa nuvem primordial de matéria escura e matéria comum, onde a matéria comum, ao esfriar e centralizar-se, arrastou consigo parte da matéria escura.
O brilho de raios gama também poderia, em teoria, ser explicado pela emissão combinada de dezenas de milhares de pulsares de milissegundos ainda não catalogados, dada a confirmação prévia pelo telescópio Fermi de que esses objetos são, de fato, potentes fontes de raios gama. “Embora décadas de buscas, nenhum experimento detectou diretamente partículas de matéria escura”, observou o astrofísico Moorits Mihkel Muru, autor principal do novo estudo e pesquisador da Universidade de Tartu, Estônia, e do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam, Alemanha. “Como a matéria escura não emite nem bloqueia a luz, nossa única via de detecção são seus efeitos gravitacionais sobre a matéria visível.”
Os cientistas agora depositam esperanças no Cherenkov Telescope Array Observatory, o telescópio terrestre de raios gama mais poderoso do mundo, que está atualmente em fase de construção no Chile. Com uma expectativa de entrada em operação em 2026, esse observatório de última geração terá a capacidade de discernir a origem dessas emissões de raios gama, distinguindo-as entre colisões de matéria escura e a atividade de pulsares de milissegundos, o que poderá fornecer uma resposta definitiva a este complexo enigma. A busca pela composição fundamental do Universo continua a desafiar os limites do conhecimento humano.
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Este avanço significativo na observação do brilho difuso de raios gama no centro da Via Láctea reafirma a complexidade e os mistérios que ainda cercam a matéria escura, uma força fundamental que molda o Universo. A comunidade científica, equipada com novas análises e futuros telescópios, segue firme na busca por desvendar um dos maiores enigmas da astrofísica. Para mais notícias sobre avanços científicos e tecnologia e aprofundar-se em descobertas, acompanhe as análises em nossa editoria: horadecomecar.com.br.
Crédito da imagem: Nasa/DOE/Fermi LAT Collaboration/via Reuters
