Cientistas encontraram pistas da matéria escura no centro da Via Láctea

Os cientistas acreditam que a Via Láctea é cheia de matéria escura, uma substância ainda não identificada que compõe mais de 80% da matéria do universo. Embora a matéria escura tenha sido detectada pela sua força gravitacional nas estrelas e galáxias, muitas das suas propriedades fundamentais ainda são desconhecidas.

Uma forma de estudar a matéria escura é através da luz de raios gama produzida quando partículas de matéria escura se encontram e se aniquilam mutuamente, produzindo uma cascata de outras partículas e radiação. Sendo que partículas de matéria escura raramente interagem, o melhor lugar para procurar essa luz está no centro das galáxias, onde as concentrações de partículas de matéria escura são mais densas.

Agora, pistas de uma partícula de matéria escura leve foram encontradas no brilho de raios gama, no coração da Via Láctea. Segundo os pesquisadores, o centro da Via Láctea parece estar brilhando com a luz da aniquilação de matéria escura. A massa aparente da partícula é parecida com o que foi descoberto em dois experimentos de detecção da matéria escura, mas cientistas alertam que as fontes convencionais, como os pulsares, podem ser os verdadeiros responsáveis pela luz de raios gama.

Em uma nova análise dos dois anos de dados coletados pela NASA, a equipe encontrou provas de luz de raios gama emitidos pelo interior da galáxia. Eles dizem que a luz é muito brilhante e energética.

O excesso de raios gama tinha uma energia de 511 keV. Isso sugere que eles foram produzidos pela aniquilação entre elétrons e seus correspondentes de antimatéria, os pósitrons, que por sua vez, podem ter surgido da aniquilação de matéria escura. Mas o brilho foi difícil de interpretar, e fontes astrofísicas convencionais, como explosões estelares e estrelas de nêutrons ainda são as prováveis culpadas.

Esses raios gama são 10.000 vezes mais energéticos, e podem resultar do decaimento de partículas de vida curta, como léptons tau, produzidas em aniquilação de matéria escura. Esse sinal é muito mais difícil de explicar com fontes astronômicas, então é improvável que outra fonte além da matéria escura possa criar esse sinal.

Ao analisar o espectro de raios gama produzidos no centro da galáxia, a equipe estima que a luz esteja sendo produzida por partículas de matéria escura que têm uma massa entre 7,3 e 9,2 giga elétron-volts, cerca de 8 vezes a massa de um próton. As partículas devem estar entre aproximadamente 10 e 1000 GeV para terem sido criadas em quantidades suficientes no início do universo que explique a abundância que vemos hoje.

O que os cientistas estão tentando descobrir é se essas linhas de evidência apontam para a matéria escura. Segundo eles, ainda é cedo para dizer. Para determinar se a Via Láctea brilha com a luz criada quando partículas de matéria escura se aniquilam, os astrofísicos devem subtrair todas as fontes conhecidas de luz de raios gama para ver se há alguma radiação não contabilizada, para então poderem afirmar com certeza a origem dessa luz.

Mas, segundo os pesquisadores, estamos muito longe do ponto onde a aniquilação da matéria escura é a única explicação. O interior da galáxia é a região mais brilhante de raios gama no céu. Por exemplo, partículas carregadas abundantes, que batem em fótons e gases interestelares, produzem um forte brilho de raios gama difuso. Fontes individuais, como os pulsares e remanescentes de supernovas, também podem brilhar intensamente em raios gama.

Os cientistas admitem que o sinal não pode ser tomado como uma detecção definitiva da matéria escura. Agora, o que eles esperam é que os especialistas em vários processos astrofísicos tentem explicar o sinal. Se eles não conseguirem, então a interpretação que resta é a da matéria escura.

Mas isso pode demorar. Além disso, pesquisadores afirmam que, para um caso verdadeiramente convincente, o ideal seriam sinais de uma série de experiências independentes, mas relacionadas, que apontassem para uma solução comum. Os cientistas confessam que ainda não estão nesse ponto, mas, dado o progresso experimental esperado nos próximos meses e anos, o conhecimento em matéria escura deve prosperar.

 

Fonte: HypeScience