Os sinais de raio-X da Via Láctea que podem provar a existência de matéria escura

2017-02-05 14:03:00

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Uma pequena mas distinta emissão de raios-X vinda da Via Láctea pode ser a chave para que a ciência prove a existência da matéria escura.

Pelo menos é o que afirma um grupo de cientistas americanos que analisaram o espectro de energia de raios-X medido pelo satélite Chandra, da Agência Espacial Americana (Nasa).

Eles encontraram mais fótons de raio-X em uma das medições do que o esperado se tivessem sido produzidos por processos conhecidos.

Esses fótons podem, segundo os cientistas, ter sido gerados pela deterioração de partículas de matéria escura.

Não é a primeira vez que pesquisadores detectaram fótons extras com uma energia de 3.500 electron-volts (3,5keV) no espectro registrado por satélites que captam raios-X.

Só que nas ocasiões anteriores, como explica Kevork Abazajian, cosmólogo da Universidade da Califórnia, não tinha ficado claro se as anomalias criadas pelos fótons nas leituras não eram apenas causadas por falhas no equipamento.

"Esse resultado é animador, porque torna mais possível que as anomalias sejam o resultado da presença de matéria escura", diz Abazajian, que não participou das pesquisas.

Cientistas acreditam que a matéria escura é responsável por mais de 80% de toda a massa do universo. Como o nome sugere, ela não emite ou interage com a luz, mas revela sua presença por meio de "puxões" gravitacionais em estrelas.

Mas ainda não temos muita ideia sobre o que a matéria escura realmente é.

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Por anos, físicos vêm tentando detectar partículas de matéria escura diretamente usando instrumentos na Terra. Mas até agora não houve sucesso. Já astrofísicos têm vasculhado o céu em busca de fótons gerados pela colisão ou degradação de partículas de matéria escura.

Chamadas de partículas massivas de fraca interação (formando a sigla WIMPs, em inglês), elas podem ser responsáveis por emissões pouco usuais de raios-gama detectados no centro da Via Láctea. Outros, no entanto, creem que elas são originadas por fontes mais corriqueiras, como pulsares (estrelas de nêutrons pequenas e densas).

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O trabalho dos cientistas americanos, que focam em partículas leves de matéria escura, foi coordenado por Nico Cappelluti, do Centro de Astronomia e Astrofísica da Universidade Yale, no Estado americano de Connecticut. Uma dos colegas de Cappelluti – Esra Bulbul, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), foi a primeira cientista a observar uma linha anômala em 3.500 electron-volts, enquanto observava o espectro de raio-X de um grande número de aglomerados de galáxias em 2014.

Desde então, outros grupos de cientistas já observaram anomalias com a mesma energia em uma variedade de outros objetos, incluindo as galáxias de Andrômeda e Via Láctea.

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Cappelutti e os colegas estudaram os raios-X chegando ao Chandra provenientes de duas regiões distantes do centro da Via Láctea. Assim como outras galáxias, acredita-se que a Via Láctea esteja "embrulhada" em matéria escura.

Os pesquisadores descobriram que a força do sinal 3,5keV era consistente com a de dados de outro satélite de raios-X da Nasa, o NuStar. E concluíram que o sinal não vinha de "ruído instrumental". Para então estabelecer a ligação com a matéria escura, eles compararam as leituras do Chandra com outras de raios-X do centro da Via Láctea detectadas pelo satélite XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia (ESA).

Eles confirmaram então as suspeitas de que o sinal do centro galático era mais forte, já que a matéria escura deve ser mais densa onde há mais estrelas.

A equipe de cientistas ainda não está pronta para dizer ter descoberto matéria escura, pois alegam que o resultado ainda pode ser uma anomalia estatística – Chandra teria detectado mais raios-X com energia 3.5 keV do que outros. Mas está animada pelo fato de que quatro diferentes satélites captaram o mesmo sinal.

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Outros cientistas, porém, pedem cautela. Dan Hooper, físico do Fermilab, nos EUA, explica que outros estudos não conseguiram detectar a anomalia, incluindo um grupo que analisou dados do satélite japonês Hitomi – que quebrou apenas um mês depois de lançado, em fevereiro do ano passado, mas coletou dados suficientes para refutar uma suposta observação de 3.5 keV no aglomerado de galáxias de Perseu.

"Esse novo estudo fala em uma detecção modesta e que não me convenceu muito neste ponto".