Novas descobertas sugerem que a matéria escura pode mais uma vez ser uma peça que faltava no quebra-cabeças mais antigo da astronomia: a estranha explosão de raios gama que irradia do núcleo da Via Láctea. Ao retraçar o turbulento início da vida da galáxia e as colisões massivas que a moldaram, os cientistas descobriram que a matéria escura perto do centro pode estar organizada de forma muito diferente do que se pensava. Esta nova configuração corresponde muito ao misterioso padrão de radiação visto pela primeira vez pelo telescópio Fermi da NASA, que restaura a matéria escura como um forte candidato para explicar o coração brilhante da Via Láctea.
Uma nova investigação deu nova vida a um dos debates mais persistentes da astrofísica: o que causa o poderoso brilho dos raios gama no centro da nossa galáxia?
Stefan Gottlober do Instituto Leibniz de Astrofísica Potsdam (AIP) em colaboração com o Prof. Yehuda Hoffmann do Instituto Raka de Física em Jerusalém. Liderado por Murits Muru e pelo professor Josephsford da Silkford University Carta de revisão física. O seu trabalho utiliza simulações cosmológicas avançadas para testar se a matéria escura – o material invisível que constitui a maior parte do Universo – ainda é responsável pelo excesso de radiação de alta energia detectada pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA.
Revisitando o acesso ao Centro Galáctico
Durante mais de uma década, os cientistas lutaram com o chamado “eixo central galáctico”, uma onda imprevisível de raios gama que flui do coração da Via Láctea. No início, os investigadores suspeitaram que as partículas de matéria escura poderiam colidir e aniquilar-se, produzindo intensas explosões de radiação. No entanto, o padrão observado de raios gama não se ajustava perfeitamente à forma esperada da distribuição da matéria escura. Esta discrepância levou muitos a favorecer outra explicação: estrelas de nêutrons antigas e de rotação rápida, conhecidas como pulsares de milissegundos.
Para testar as possibilidades, a equipa recorreu ao HESTIA, uma série de simulações de alta resolução concebidas para modelar galáxias como a Via Láctea num ambiente cósmico realista. Ao reconstituir a fusão violenta e o início caótico da galáxia, os investigadores descobriram que estes eventos antigos podem alterar significativamente a forma e a densidade da matéria escura no seu núcleo.
Os seus resultados revelam uma estrutura extraesférica de matéria escura muito mais complexa do que os modelos anteriores previam – uma estrutura que reproduz naturalmente explosões de raios gama sem invocar um grande número de pulsares.
O passado caótico da Via Láctea deixa uma marca
“A história de colisão e crescimento da Via Láctea fornece impressões digitais claras sobre como a matéria escura está organizada no seu núcleo”, explicaram os investigadores. “Quando consideramos isto, o sinal de raios gama parece explicar grande parte da matéria escura.”
Embora o estudo não encerre o debate, ele restabelece a matéria escura como uma explicação importante para um dos fenómenos mais intrigantes da astronomia moderna.
Observatórios futuros, como o Cherenkov Telescope Array, capaz de detectar até raios gama de alta energia, fornecerão testes precisos dessas teorias concorrentes. Estes instrumentos podem confirmar se o brilho realmente vem da matéria escura ou se outro processo cósmico é o responsável.
“Esta pesquisa nos dá uma nova maneira de interpretar um dos sinais mais intrigantes do céu”, disse a equipe. “Ou confirmaremos que a matéria escura deixou um rastro observável – ou aprenderemos algo inteiramente novo sobre a Via Láctea”.
