Anomalia cósmica. Foto: Créditos: depositphotos.com / jankovoy.
Recentemente, uma anomalia no centro da Via Láctea chamou a atenção dos cientistas e pode indicar um novo candidato à matéria escura. Essa descoberta, se confirmada, tem o potencial de transformar a forma como os pesquisadores estudam essa substância enigmática, que compõe a maior parte do Universo. O fenômeno observado envolve uma quantidade incomum de gás ionizado na Zona Molecular Central (CMZ), sugerindo a presença de uma forma específica de matéria escura.
De acordo com os pesquisadores, essa nova forma de matéria escura seria mais leve do que os candidatos anteriores e teria uma característica intrigante: a capacidade de se auto-aniquilar. Quando duas dessas partículas se encontram, elas se destroem, gerando elétrons e pósitrons. Embora a aniquilação dessas partículas seja rara, ela ocorreria com maior frequência no centro das galáxias, onde a matéria escura tende a se concentrar.
O que sabemos sobre a anomalia?
A matéria escura é um dos maiores enigmas da física moderna. Estima-se que, junto com a energia escura, ela represente cerca de 85% da composição do cosmos. A principal evidência de sua existência vem dos efeitos gravitacionais que ela exerce sobre a movimentação de galáxias e aglomerados cósmicos, mantendo sua estrutura coesa. Diversos candidatos à matéria escura foram propostos ao longo das décadas, incluindo as Partículas Massivas de Interação Fraca (WIMPs) e os áxions.
Agora, esse novo candidato surge como uma alternativa promissora, apresentando características que poderiam explicar melhor o grande enigma. A proposta da equipe liderada por Shyam Balaji, do King’s College London, sugere que essa forma de matéria escura poderia ser detectada de maneira indireta, não pelos efeitos gravitacionais, mas por meio de seus efeitos químicos no espaço.
Como a anomalia pode ser detectada na CMZ?
Segundo Balaji, a grande vantagem desse modelo é que ele permite uma verificação experimental relativamente acessível. Se a matéria escura realmente estiver ionizando a CMZ, seria possível mapear essa atividade e compará-la à distribuição esperada da substância. Isso aconteceria se as partículas de matéria escura se aniquilassem em pares de elétrons-pósitrons, que então interagissem com o gás circundante.
Na densa região da CMZ, os pósitrons criados nesse processo interagem rapidamente com moléculas de hidrogênio próximas, tornando a ionização ainda mais eficiente. Isso pode resolver uma questão persistente: os níveis de ionização na CMZ são muito altos para serem explicados apenas por raios cósmicos, que tradicionalmente são apontados como os principais responsáveis por esse efeito.
Impacto desse estudo na pesquisa de matéria escura?
Além disso, se os raios cósmicos fossem os culpados, deveria haver uma emissão associada de raios gama. No entanto, os estudos da CMZ não detectaram esse sinal, o que fortalece a hipótese de uma fonte diferente para a ionização. Outro indício promissor vem de uma leve emissão de raios gama do Centro Galáctico, que pode estar relacionada a essa interação da matéria escura.
A aniquilação dessas partículas de matéria escura também poderia explicar outra observação peculiar da CMZ: a presença de positrônio, um estado temporário formado quando um elétron e um pósitron se combinam antes de se destruírem. Esse evento gera uma radiação característica, incluindo raios-X, que já foi detectada na região.
Embora a teoria seja promissora, ainda há um longo caminho para que esse novo candidato à matéria escura seja aceito pela comunidade científica. O próximo passo é obter medições mais detalhadas da ionização na CMZ. Se os padrões observados coincidirem com a distribuição esperada da matéria escura, a hipótese ganhará força.
O telescópio espacial de raios gama COSI, da NASA, previsto para ser lançado em 2027, pode fornecer dados cruciais para essa investigação. Ele permitirá estudar processos astrofísicos em escala de milhões de elétron-volts (MeV), ajudando a confirmar ou refutar essa explicação. Independentemente do resultado, esse estudo apresenta uma nova perspectiva sobre a influência da matéria escura no cosmos.
