'Seria uma descoberta fundamental': A misteriosa matéria escura pode interagir com 'partículas fantasmas' cósmicas.

"Se essa interação entre matéria escura e neutrinos for confirmada, será um avanço fundamental." 

Ilustração mostrando um halo de matéria escura ao redor de uma galáxia espiral (Crédito da imagem: Robert Lea (criada com Canva)

Uma nova pesquisa apresenta evidências convincentes de que a matéria escura interage com "partículas fantasmas" cósmicas chamadas neutrinos. Se isso se confirmar, essa interação poderá representar um sério desafio para o modelo padrão da cosmologia, nosso melhor modelo atual do universo.

 Os neutrinos receberam seu apelido misterioso devido ao fato de que, enquanto essas partículas sem carga e praticamente sem massa viajam pelo espaço a velocidades próximas à da luz, elas mal interagem com outras partículas, atravessando objetos sólidos como planetas como fantasmas. De fato, as interações entre essas partículas e a matéria são tão raras e fugazes que, a cada segundo, cerca de 100 trilhões de neutrinos atravessam seu corpo sem que você sinta nada.

A matéria escura é semelhante; embora represente cerca de 85% da matéria do universo, o que quer que a componha também quase não interage com a matéria comum e a luz, se é que interage. Na verdade, efetivamente invisível, a matéria escura só pode ser inferida devido à sua interação com a gravidade e ao efeito que isso tem sobre a luz e a matéria convencional.

No entanto, novas descobertas de uma equipe de pesquisadores da Universidade de Sheffield sugerem que existe uma leve interação, na forma de uma pequena troca de momento, entre a matéria escura e os neutrinos. Isso contradiz o chamado modelo " Lambda Cold Dark Matter (LCDM)", que tenta explicar a estrutura e a evolução do universo, e que afirma que a matéria escura e os neutrinos existem independentemente e não interagem entre si.

As evidências para essa sugestão potencialmente revolucionária vêm de observações do universo em seu estado atual, conduzidas pela Dark Energy Camera no Telescópio Victor M. Blanco, no Chile, de mapas de galáxias criados pelo Sloan Digital Sky Survey e de detalhes do passado remoto do universo coletados pelas espaçonaves Atacama Cosmology Telescope (ACT) e Planck Telescope da Agência Espacial Europeia (ESA).

Essas observações revelaram que o universo moderno é menos "aglomerado" do que deveria ser. Esse enigma cósmico poderia ser explicado pelas interações entre a matéria escura e os neutrinos, que impactariam a forma como estruturas cósmicas como as galáxias se formam e evoluem.

"Nossos resultados abordam um enigma de longa data na cosmologia. Medições do universo primordial preveem que as estruturas cósmicas deveriam ter crescido mais intensamente ao longo do tempo do que observamos hoje", disse Eleonora Di Valentino, membro da equipe e professora da Universidade de Sheffield, em um comunicado. "No entanto, observações do universo moderno indicam que a matéria é ligeiramente menos aglomerada do que o esperado, apontando para uma pequena discrepância entre as medições do universo primordial e do universo atual. Essa discrepância não significa que o modelo cosmológico padrão esteja errado, mas pode sugerir que ele está incompleto."

"Nosso estudo mostra que as interações entre a matéria escura e os neutrinos podem ajudar a explicar essa diferença, oferecendo novas perspectivas sobre como a estrutura se formou no universo", acrescentou Di Valentino.

O próximo passo é testar essa ideia, algo que a equipe acredita ser possível usando observações precisas, feitas por telescópios futuros, de um fóssil cósmico chamado Radiação Cósmica de Fundo em Micro-ondas (CMB), um resquício de um evento no universo ocorrido logo após o Big Bang. Os astrônomos também poderiam testar essa teoria usando um efeito específico que objetos de grande massa exercem sobre o espaço e, consequentemente, sobre a luz: um fenômeno chamado " lente gravitacional ". Isso permitiria medir com mais precisão a distribuição da matéria comum e da matéria escura.

"Se essa interação entre matéria escura e neutrinos for confirmada, será um avanço fundamental", disse William Giarè, membro da equipe e professor da Universidade do Havaí. "Isso não apenas lançaria nova luz sobre uma discrepância persistente entre diferentes sondas cosmológicas, mas também forneceria aos físicos de partículas uma direção concreta, indicando quais propriedades procurar em experimentos de laboratório para ajudar a finalmente desvendar a verdadeira natureza da matéria escura."

A pesquisa da equipe foi publicada em 2 de janeiro na revista Nature Astronomy.

Space.com