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 observado por nenhum meio 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 estar a produzir indirectamente o comportamento desconcertante do núcleo turbulento da nossa galáxia.
O autor principal, Shyam Balaji, do King’s College London, diz: “Quando olhamos para eventos astrofísicos bem conhecidos, como explosões estelares, eles não foram capazes de fornecer uma explicação completa para mistérios como a energia e forma específicas que observamos vindo do centro da Via Láctea.
‘Agora, mostrámos como um modelo de matéria escura excitada poderia ser responsável por pelo menos dois – possivelmente até três – deste tipo de sinais inexplicáveis de uma só vez.’
Os cientistas descobriram a origem de três sinais misteriosos vindos do centro do universo, mostrando que uma substância misteriosa chamada matéria escura excitada poderia ser a explicação. Na foto: Previsões do modelo de matéria escura (rosa) em comparação com observações do telescópio (cruzes vermelhas)
O coração da Via Láctea é um lugar excepcionalmente caótico e violento, onde forças imensas puxam e esmagam nuvens de gases densos em estrelas que se movem rapidamente.
Bem no centro está o buraco negro supermassivo Sagitário A*, que tem uma massa cerca de quatro milhões de vezes maior que a do sol.
A intensa gravidade e a radiação de liberação de calor que podem ser vistas pelos telescópios no espaço, mas os cientistas não foram capazes de explicar tudo o que observaram.
Por exemplo, os cientistas descobriram um aumento acentuado na radiação de raios gama num comprimento de onda extremamente específico – conhecido como linha de emissão de 511 keV.
Isto não é algo que se enquadre na 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 mostraram que estes sinais podem ter sido 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 voltam ao seu estado normal, libertam essa energia extra, produzindo um electrão e o seu parceiro antimatéria, um pósitron.’
Os cientistas dizem que o núcleo galáctico pode estar preenchido com uma substância chamada matéria escura excitada. Isto não pode ser visto diretamente, mas pode ser responsável pelos estranhos sinais de energia vistos pelos telescópios
Estes pósitrons geram sinais que podem ser captados por telescópios do espaço profundo, como a missão INTEGRAL da Agência Espacial Europeia, localizada fora dos cinturões de radiação da Terra, a uma altitude de 37.000 milhas (60.000 km).
Os investigadores analisaram dados do INTEGRAL e compararam-nos com um modelo de como os positrões se poderiam mover no espaço.
Isto mostrou que as colisões entre os pósitrons produzidos pela matéria escura excitada poderiam levar a um aumento na radiação 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 libertação de positrões poderia ser a origem de uma luz de energia muito elevada vinda do centro da galáxia, conhecida como continuum de raios gama de 2 MeV.
Dr. Balaji diz: “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, tendem a produzir partículas que são muito mais energéticas ou estão distribuídas de maneira errada pela galáxia.
‘O cenário da matéria escura excitada produz naturalmente pósitrons exatamente nesta faixa de energia.’
Além disso, eles sugerem que o seu modelo poderia explicar um nível invulgarmente elevado de ionização num aglomerado de gás dentro de uma região chamada a Zona Molecular Central (CMZ).
Os cientistas também acreditam que a matéria escura excitada poderia explicar a estranha ionização de gases numa região próxima do centro galáctico chamada Zona Molecular Central (foto).
Esta região populosa, localizada a 28.000 anos-luz da Terra, é um vasto reservatório de matéria e estrelas em turbilhão que contém quase 80% do gás denso da galáxia.
No entanto, fontes como os raios cósmicos – partículas de alta energia ejetadas por processos complexos no interior da galáxia – não explicaram porque é que este gás parece ser tão fortemente ionizado.
Os investigadores sugerem agora que a resposta poderia muito bem ser o estranho comportamento da matéria escura excitada.
O coautor Damon Cleaver, estudante de doutoramento no King’s College London, afirma: “Se um mecanismo pudesse explicar várias observações inexplicáveis de longa data no espaço, forneceria uma direção muito mais clara para pesquisas futuras.
“Na próxima geração de missões espaciais, poderemos finalmente testar a teoria sobre se a matéria escura está por trás de alguns dos mistérios mais persistentes da Via Láctea e aprender mais sobre a própria substância misteriosa no processo”.
Matéria escura: a misteriosa substância 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 enigmático material é invisível porque não reflete a luz e nunca foi observado diretamente pelos cientistas.
Os astrônomos sabem que ele existe por causa de seus efeitos gravitacionais na matéria conhecida.
A Agência Espacial Europeia diz: “Acenda uma tocha numa sala completamente escura e verá apenas o que a tocha ilumina.
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 nunca a observamos diretamente.’
Acredita-se que o material seja a “cola” gravitacional que mantém as galáxias unidas.
Os cálculos mostram que muitas galáxias seriam dilaceradas em vez de girar se não fossem mantidas unidas por uma grande quantidade de matéria escura.
Apenas cinco por cento do universo observável consiste em matéria conhecida, como átomos e partículas subatômicas.
