Telescópios de ondas gravitacionais podem detectar aglomerados de matéria escura à deriva através do Sistema Solar

As tentativas de detectar diretamente a matéria escura resultaram vazias. Uma equipe de físicos propôs um novo método: se a matéria escura existir em aglomerados que ocasionalmente passam pelo sistema solar, podemos detectar sua leve influência com detectores de ondas gravitacionais ultrassensíveis.

Esta imagem mostra a galáxia MCS J0416.1–2403, um dos seis aglomerados visados ​​pelo programa Hubble Frontier Fields. O azul nesta imagem é um mapa de massa criado usando novas observações do Hubble combinadas com o poder de ampliação de um processo conhecido como lente gravitacional. Em vermelho está o gás quente detectado pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA e mostra a localização do gás, poeira e estrelas no aglomerado. A matéria mostrada em azul que é separada das áreas vermelhas detectadas pelo Chandra consiste no que é conhecido como matéria escura, e que só pode ser detectada diretamente por lentes gravitacionais. Crédito: ESA/Hubble, NASA, HST Frontier Fields. Agradecimentos: Mathilde Jauzac (Durham University, Reino Unido) e Jean-Paul Kneib (École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suíça).

Os astrônomos têm uma grande variedade de evidências indiretas da existência de matéria escura . Tudo, desde as curvas de rotação das galáxias até a formação das maiores estruturas do universo, nos diz que o universo é dominado por algum novo tipo de partícula fundamental que não interage com a luz . E, no entanto, todas as tentativas de detectar diretamente a matéria escura por meio de experimentos de laboratório na Terra resultaram em vão . Uma possibilidade para essa discrepância é que a matéria escura é muito mais aglomerada do que pensávamos.

Experimentos de detecção direta assumem que a matéria escura é distribuída suavemente dentro de cada galáxia. Mas muitos modelos de matéria escura sugerem que ela pode se agrupar em esferas do tamanho de um sistema solar típico. Em grandes escalas isso não importaria (por exemplo, as curvas de rotação das galáxias serão as mesmas), mas em pequenas escalas importaria muito. Talvez não tenhamos encontrado diretamente a matéria escura porque não tivemos sorte, e um aglomerado simplesmente não passou pelo sistema solar no tempo em que procuramos a matéria escura.

A coisa mais desafiadora sobre a matéria escura é que ela dificilmente – ou nunca – interage com a matéria normal. Mas ainda faz sua presença conhecida através da gravidade.

Uma equipe de físicos espera aproveitar essa propriedade para desenvolver um novo esquema de detecção, de acordo com um artigo recente . À medida que um aglomerado errante passa pelo sistema solar, ele cutuca suavemente toda a matéria normal que orbita o Sol. Isso inclui a matéria dentro de um detector de ondas gravitacionais .

Os físicos descobriram que um detector de ondas gravitacionais sensível à faixa de frequência de cerca de um microhertz poderia encontrar um aglomerado de matéria escura uma vez a cada vinte anos.

Embora intrigante, essa abordagem enfrenta vários desafios. Por um lado, ainda não temos detectores de ondas gravitacionais que operam nessas frequências. Em segundo lugar, os cálculos assumem que quase toda a matéria escura está na forma de aglomerados do tamanho do sistema solar. Se a matéria escura se aglomera de uma maneira diferente, a capacidade de um detector de ondas gravitacionais de encontrá-la diminui. Ainda assim, dado o atual esforço para encontrar qualquer evidência adicional de matéria escura, vale a pena tentar.

Fonte: universetoday.com