Os cientistas encontraram a primeira evidência direta da matéria escura, a substância indescritível que constitui mais de um quarto do universo.
Usando o Telescópio Fermi da NASA, os pesquisadores detectaram fortes emissões de raios gama emanando de uma estrutura semelhante a um halo ao redor da Via Láctea.
A sua frequência e intensidade indicam que pode ser matéria escura.
De acordo com o autor do estudo, Professor Tomonori Totani, da Universidade de Tóquio, esta imagem misteriosa é a primeira vez que a humanidade consegue “ver” a misteriosa substância.
Há quase duas décadas que os cientistas sabem que a emissão de raios gama vem do coração da Via Láctea, conhecido como excesso do Centro Galáctico (GC).
No entanto, a chamada “assinatura do halo” que rodeia a nossa galáxia é algo que nenhum cientista viu antes.
Em declarações ao Daily Mail, o Professor Totani explicou: “Enquanto o GC está concentrado no centro da galáxia extra, o meu sinal de halo está pouco espalhado pela região do halo.
‘Acredito que isto sugere fortemente radiação da matéria escura.’
Cientistas encontram a primeira evidência direta da matéria escura, a substância indescritível que constitui mais de um quarto do universo
Os efeitos invisíveis da matéria escura ajudam a explicar tudo, desde a rotação das galáxias até a expansão do universo.
Mas, apesar da sua imensa importância na física moderna, os cientistas só conseguiram observar a matéria escura indirectamente, medindo os seus efeitos gravitacionais.
Agora, o professor Totani acredita que finalmente encontrou uma maneira de mudar isso.
Muitos cientistas acreditam que a matéria escura é composta por algo chamado partículas massivas de interação fraca, ou WIMPs.
Os WIPS são muito maiores do que as partículas comuns, como os prótons, mas não interagem com a matéria convencional – tornando-os quase impossíveis de detectar.
No entanto, quando dois WIMPs colidem, eles se aniquilam e liberam uma explosão de fótons na forma de radiação de raios gama.
Usando 15 anos de dados do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA, o Professor Totani observou uma região da galáxia onde se pensava que a matéria escura se acumulava.
Lá, ele descobriu que os raios gama com “quantidades extremamente grandes de energia” irradiavam em uma grande estrutura semelhante a um halo que emanava do centro galáctico.
Os cientistas sabem há quase duas décadas que um halo de radiação gama é visível no centro da galáxia. Agora, um cientista encontrou um sinal ainda mais forte que pode ser causado pela matéria escura
Mesmo depois de bloquear o brilho do centro galáctico, os dados do telescópio Fermi da NASA mostram uma região “semelhante a um halo” de forte emissão de raios gama que pode ser causada por colisões de partículas de matéria escura.
Esta energia originou-se exatamente onde estudos anteriores previram que a matéria escura estaria mais concentrada.
O mais emocionante é que este nível de energia é exactamente o que alguns cientistas previram que deveria ser produzido por colisões de partículas de matéria escura.
Esta pode muito bem ser a primeira vez que os cientistas encontraram uma maneira de ver a própria matéria escura.
O professor Totani disse ao Daily Mail: “Como estamos observando diretamente os raios gama emitidos pela matéria escura, eu pessoalmente acredito que isso pode ser considerado uma “observação direta”.
É importante ressaltar que a assinatura do halo é completamente diferente das observações anteriores de excesso de GC.
A assinatura do halo não é apenas mais extensa, mas também 10 vezes mais poderosa que os raios gama encontrados no excesso de GC.
Isto é crítico porque não se conhece nenhuma estrela ou buraco negro que produza este tipo de energia.
Murts Muru, especialista em matéria escura do Instituto Leibniz de Astrofísica, que não esteve envolvido na pesquisa, disse ao Daily Mail: “Nenhum objeto estelar conhecido irradia energia em níveis tão elevados e, portanto, Totani inclina-se fortemente para a hipótese da matéria escura”.
A energia produzida por este sinal de halo é 10 vezes mais forte do que a emissão de raios gama do centro galáctico e corresponde ao sinal que os investigadores encontrariam na matéria escura (foto). As linhas vermelhas e azuis mostram o sinal previsto da matéria escura, enquanto os círculos mostram os pontos de dados recolhidos pelo Fermi.
Embora o Dr. Muru diga que esta não é uma “evidência definitiva”, acrescenta que é um “impulso significativo para a compreensão da matéria escura”.
No entanto, nem todos estão convencidos.
O professor Joe Silk, pesquisador de matéria escura da Universidade Johns Hopkins que não esteve envolvido na pesquisa, disse ao Daily Mail que achava que a alegação de detectar matéria escura era “prematura”.
Primeiro, a previsão do Professor Totani sobre quanta energia um WIMP produziria é muito superior aos cálculos de alguns cientistas.
“É claro que a nossa previsão pode estar errada, mas se ele estiver certo, então deveremos ver sinais de raios gama de galáxias anãs próximas que são dominadas pela matéria escura”, disse o professor Silk.
Além disso, o Professor Silk argumenta que estes poderosos raios gama podem ser o produto de uma explosão massiva do buraco negro central da galáxia, há cerca de 10 mil milhões de anos.
Esta explosão criou estruturas massivas conhecidas como “bolhas de Fermi” que se estendem por ambos os lados da galáxia, mas também podem iniciar uma poderosa reação em cadeia.
O professor Silk disse: “O que ele não considerou é que tal explosão devido às bolhas de Fermi está associada a frentes de choque violentas com campos magnéticos turbulentos conhecidos como aceleradores de partículas gigantes.
Nem todos estão convencidos com estas descobertas, pois alguns cientistas sugerem que a emissão de raios gama pode ter origem em “partículas energéticas” presas em “bolhas de Fermi” (destacadas) que aparecem acima e abaixo do plano galáctico.
“Portanto, eles poderiam ter injetado partículas muito energéticas cuja subsequente expansão e interação com o gás circundante teria produzido um brilho adicional de raios gama. Nesse caso, não temos evidências de matéria escura.
No seu artigo publicado no Journal of Cosmology and Astroarticle Physics, o Professor Totani admite que serão necessárias mais observações para provar que se trata de facto de matéria escura.
Se outras regiões, como galáxias anãs próximas, contivessem matéria escura abundante, com assinaturas de raios gama semelhantes, isto seria uma forte evidência para a sua afirmação.
No entanto, os investigadores continuam confiantes de que mais dados no futuro apenas fornecerão mais evidências de que os raios gama se originam da matéria escura.
