Este brilho no centro da Via Láctea pode finalmente revelar a matéria escura.

O enigma centenário da matéria escura, a substância invisível que se acredita manter as galáxias unidas, acaba de receber uma nova pista promissora graças às tecnologias modernas.

Ilustração artística anotada da Via Láctea. Imagem do ESO.

Os cientistas podem estar prestes a confirmar a existência dessa substância elusiva. Simulações computacionais recentes indicam que um brilho tênue detectado no centro da Via Láctea pode corresponder à tão procurada assinatura da matéria escura . Moorits Muru, que liderou o estudo no Instituto Leibniz de Astrofísica em Potsdam, acredita que essa pista parece particularmente plausível, embora difícil de comprovar definitivamente.

A matéria escura compõe cerca de 27% da matéria do Universo, mas permanece indetectável diretamente porque não absorve nem reflete luz. Novas simulações revelam que sua distribuição perto do centro galáctico não é esférica como se supunha anteriormente, mas achatada e oval. Essa forma coincide, curiosamente, com o padrão de raios gama observado pelo telescópio espacial Fermi da NASA , um sinal excepcionalmente intenso detectado desde 2008 que se estende por quase 7.000 anos-luz.

Duas hipóteses principais competem para explicar essa emissão de raios gama: colisões de partículas de matéria escura chamadas WIMPs, ou a atividade de estrelas de nêutrons que giram muito rapidamente, chamadas pulsares de milissegundos. Os pulsares pareciam a explicação mais provável porque sua distribuição correspondia de perto às observações, mas novos cálculos mostram que a matéria escura também pode assumir essa configuração específica.

A equipe reconstruiu a formação da Via Láctea em supercomputadores, incluindo as colisões galácticas que moldaram sua história. Esses eventos violentos deixaram sua marca na distribuição da matéria escura, dando-lhe o formato achatado que agora corresponde perfeitamente aos dados do Fermi. Os pesquisadores enfatizam que os dois cenários — matéria escura e pulsares — estão se tornando quase impossíveis de distinguir com os instrumentos atuais.

A próxima geração de observatórios, como o Observatório de Matriz de Telescópios Cherenkov (CTAO), que entrará em operação no final da década de 2020, poderá resolver o debate. Sua resolução superior permitirá que os cientistas diferenciem as assinaturas de energia dos pulsares daquelas das partículas de matéria escura. Observações complementares de galáxias anãs orbitando a Via Láctea também fornecerão informações cruciais para esse importante empreendimento científico .

WIMPs, os principais candidatos a matéria escura.

Partículas Massivas de Interação Fraca (WIMPs, na sigla em inglês) representam uma das hipóteses mais convincentes para explicar a natureza da matéria escura. Essas partículas hipotéticas interagiriam muito fracamente com a matéria comum, o que explicaria por que permanecem indetectáveis ​​apesar de sua presumida abundância.

Sua massa seria considerável em comparação com a de partículas padrão, talvez centenas de vezes maior que a de um próton. Essa propriedade as tornaria particularmente estáveis ​​e difíceis de produzir em laboratório, mas sua aniquilação mútua poderia gerar radiação detectável, como os raios gama observados no centro galáctico.

Teorias supersimétricas, extensões do Modelo Padrão da física de partículas, preveem naturalmente a existência de tais partículas. Sua descoberta revolucionaria nossa compreensão do Universo em suas menores e maiores escalas.

Numerosos experimentos subterrâneos, como o XENONnT e o LZ, tentam capturar o raro recuo que um WIMP produziria ao impactar um núcleo atômico, enquanto observatórios de raios gama, como o Fermi, buscam sinais indiretos de sua aniquilação.

Techno-science.net