Uma nova forma de detectar sinais de matéria escura

 A matéria escura é uma substância invisível que, segundo os cientistas, compõe a maior parte da matéria do universo 

Um novo modelo desenvolvido por físicos do MIT e de outros lugares prevê como as ondas gravitacionais (ondas azuis e vermelhas) podem carregar impressões de qualquer matéria escura (roxa clara) pela qual dois buracos negros em fusão passam em espiral. Créditos:Crédito: Cortesia dos pesquisadores

Ela só interage com o resto do cosmos pela força da gravidade e não emite nem reflete luz, o que a torna extremamente difícil de observar diretamente.

Agora, físicos do MIT e de instituições europeias desenvolveram um método inovador que pode revelar suas marcas por meio das ondas gravitacionais geradas por buracos negros em colisão. Quando dois buracos negros se aproximam e se fundem, eles emitem ondas que viajam pelo espaço-tempo como ondulações. Se esses buracos negros passarem por uma região densa de matéria escura antes de colidirem, as ondas podem carregar uma “impressão digital? sutil dessa matéria.

Os pesquisadores criaram um modelo computacional que prevê como seria o padrão de uma onda gravitacional produzida em um ambiente com matéria escura, em comparação com o que acontece no vácuo (espaço vazio). Eles aplicaram esse modelo aos dados públicos coletados pelos observatórios LIGO, Virgo e KAGRA nas primeiras três rodadas de observações.

Dentre os 28 sinais mais claros analisados, 27 se encaixaram perfeitamente no que se espera de fusões ocorridas no vácuo. Porém, um sinal específico, chamado GW190728 (detectado em 28 de julho de 2019), mostrou uma preferência pelo modelo que inclui matéria escura. Esse evento veio de um par de buracos negros com massa total equivalente a cerca de 20 vezes a do Sol.

Os cientistas ressaltam que ainda não se trata de uma detecção confirmada de matéria escura – a evidência estatística não é forte o suficiente para isso. No entanto, o novo método oferece uma maneira promissora de vasculhar os dados de ondas gravitacionais em busca de pistas, que depois podem ser verificadas por outras técnicas.

“Sabemos que a matéria escura está ao nosso redor. Só precisa estar densa o suficiente para que possamos ver seus efeitos”, explica Josu Aurrekoetxea, pós-doutorando no Departamento de Física do MIT. “Os buracos negros atuam como um mecanismo para aumentar essa densidade, e agora podemos procurar por isso analisando as ondas gravitacionais emitidas nas fusões.”

O fenômeno explorado envolve partículas leves de matéria escura que, ao interagirem com buracos negros em rotação rápida, podem ser amplificadas por um processo chamado superradiância. Isso criaria nuvens extremamente densas ao redor dos buracos negros, deixando marcas detectáveis nas ondas.

Com mais dados sendo coletados pelos detectores, os pesquisadores acreditam que será possível investigar a matéria escura em escalas muito menores do que nunca. Esse trabalho abre uma janela empolgante para descobrir nova física usando as “mensageiras? do universo: as ondas gravitacionais.

Terrarara.com.br