Os cientistas descobriram a origem de três sinais misteriosos vindos do centro da Via Láctea.
Durante anos, os astrónomos têm lutado para compreender os estranhos picos de energia que emanam do coração da nossa galáxia.
Mas os investigadores dizem agora que um tipo muito específico de matéria escura conhecido como “matéria escura excitada” é o responsável.
A matéria escura é uma substância indescritível que constitui cerca de um quarto do universo, mas não pode ser observada de forma normal.
Como a matéria escura não interage com a matéria normal, mesmo os nossos telescópios mais poderosos não conseguem vê-la diretamente.
No entanto, os cientistas acreditam que esta estranha substância pode causar indiretamente o comportamento estranho do centro turbulento da nossa galáxia.
O autor principal, Shyam Balaji, do King’s College London, disse: “Quando olhamos para eventos astrofísicos bem conhecidos, como explosões estelares, eles não foram capazes de explicar completamente mistérios como a energia específica e a forma do centro da galáxia.
‘Agora, mostrámos como um modelo de matéria escura excitada pode explicar pelo menos dois – talvez até três – destes tipos de sinais inexplicáveis de uma só vez.’
Os cientistas descobriram a origem de três sinais misteriosos vindos do centro do universo, sugerindo que uma substância misteriosa chamada matéria escura excitada pode explicar isso. Imagem: Previsões (cruz vermelha) de modelos de matéria escura (rosa) em comparação com observações do telescópio
O centro da Via Láctea é um lugar excepcionalmente caótico e violento, onde forças massivas arrastam e esmagam nuvens de gás denso em estrelas em movimento rápido.
Bem no centro está o buraco negro supermassivo Sagitário A*, quatro milhões de vezes mais massivo que o Sol.
A forte gravidade e a radiação de liberação de calor podem ser vistas no espaço pelos telescópios, mas os cientistas não conseguiram explicar o que veem.
Por exemplo, os cientistas descobriram um aumento acentuado na emissão de raios gama num comprimento de onda muito específico – conhecido como linha de emissão de 511 keV.
Não é algo que se ajuste à nossa imagem estabelecida de como a matéria normal funciona, por isso os cientistas tiveram que procurar uma explicação noutro lugar.
Num novo artigo publicado no The Astrophysical Journal Letters, os cientistas mostram que estes sinais podem ser causados por “matéria escura excitada”.
Dr Balaji disse ao Daily Mail: “A matéria escura excitada é um cenário onde as partículas de matéria escura podem saltar brevemente para um estado de energia ligeiramente superior quando colidem umas com as outras.
‘Quando retornam ao seu estado normal, liberam essa energia extra criando um elétron e seu parceiro de antimatéria, um pósitron.’
Os cientistas dizem que o núcleo galáctico pode estar cheio de matéria chamada matéria escura excitada. Isto não pode ser visto diretamente, mas pode ser responsável pelo estranho sinal de energia visto pelos telescópios
Estes pósitrons produzem sinais que podem ser captados por telescópios do espaço profundo, como a missão Integral da Agência Espacial Europeia, localizada a 37.000 milhas (60.000 km) acima do cinturão de radiação da Terra.
Os investigadores analisaram os dados do INTEGRAL e compararam-nos com um modelo de como os pósitrons podem viajar pelo espaço.
Isto mostra que as colisões entre pósitrons produzidos pela matéria escura excitada podem levar a um aumento na emissão de raios gama que corresponde à misteriosa linha de emissão de 511 keV.
Mas os cientistas não pararam por aí, pois rapidamente descobriram que o seu modelo excitado de matéria escura poderia explicar sinais ainda mais estranhos.
Em particular, descobriram que a emissão de pósitrons poderia ser uma fonte de luz de alta energia vinda do centro da galáxia, conhecida como continuum de raios gama de 2 MeV.
Dr Balaji disse: ‘O sinal requer pósitrons com energias muito específicas de apenas alguns milhões de elétron-volts. A maioria das fontes astrofísicas convencionais, como supernovas ou raios cósmicos, produzem partículas que são muito energéticas ou distribuídas irregularmente por toda a galáxia.
‘O cenário da matéria escura excitada produz naturalmente pósitrons exatamente nesta faixa de energia.’
Além disso, eles sugerem que o seu modelo pode explicar um nível invulgarmente elevado de ionização em choques gasosos dentro de uma região chamada zona molecular central (CMZ).
Os cientistas também acreditam que a matéria escura excitada poderia explicar a estranha ionização do gás numa região chamada zona molecular central (foto) perto do centro galáctico.
Localizada a 28.000 anos-luz da Terra, esta região densa é um vasto reservatório de matéria e estrelas em turbilhão que contém cerca de 80% do gás denso da galáxia.
No entanto, fontes como os raios cósmicos – partículas de alta energia emitidas por processos complexos no interior da galáxia – não explicam porque é que este gás parece ser tão fortemente ionizado.
Os investigadores sugerem agora que a resposta pode estar no estranho comportamento da matéria escura excitada.
O coautor Damon Cleaver, estudante de doutoramento no King’s College London, disse: “Se um mecanismo pode explicar várias observações inexplicáveis de longa data no espaço, ele fornece direções mais claras para pesquisas futuras.
“Com a próxima geração de missões espaciais, poderemos finalmente testar a teoria de que a matéria escura está por trás do mistério mais duradouro da Via Láctea e aprender mais sobre a substância misteriosa no processo”.
Matéria escura: a substância misteriosa que constitui 27% do universo que os cientistas não conseguem confirmar
A matéria escura é uma substância hipotética que constitui cerca de 85% do universo.
O material misterioso é invisível porque não reflete a luz e não foi observado diretamente pelos cientistas.
Os astrônomos sabem que ele existe por causa de sua influência gravitacional na matéria conhecida.
A Agência Espacial Europeia diz: ‘Acenda uma tocha numa sala completamente escura e verá que a tocha acende.
A matéria escura é uma substância hipotética que constitui cerca de 27% do universo. Acredita-se que seja a “cola” gravitacional que mantém as galáxias unidas (impressão artística).
‘Isso não significa que a sala ao seu redor não exista.
‘Da mesma forma, sabemos que a matéria escura existe, mas não a observamos diretamente.’
Acredita-se que o material seja a “cola” gravitacional que mantém as galáxias unidas.
Os cálculos mostram que muitas galáxias teriam sido dilaceradas em vez de rodar se não tivessem sido mantidas unidas por grandes quantidades de matéria escura.
Apenas cinco por cento do universo observável consiste em matéria conhecida, como átomos e partículas subatômicas.
