Graças ao telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA, os cientistas podem estar “vendo” a matéria escura pela primeira vez. Se assim for, marcaria a primeira detecção direta da substância mais misteriosa do universo.
O astrônomo Fritz Zwicky propôs a teoria da matéria escura em 1933, quando descobriu que as galáxias visíveis Aglomerado de coma Falta a influência gravitacional necessária para evitar a dispersão do aglomerado. Então, na década de 1970, os astrônomos Vera Rubin e colegas descobriram que as bordas exteriores das galáxias espirais giram à mesma velocidade que os seus centros, o que só é possível se a maior parte da massa destas galáxias não estiver concentrada nos seus centros, mas estiver espalhada de forma mais ampla. Estas não são observações diretas matéria escura, Claro, mas as inferências são feitas usando a interação da matéria escura com a gravidade e o efeito da gravidade na matéria comum e na luz. No entanto, como resultado destas descobertas, os astrónomos calcularam mais tarde que todas as grandes galáxias estão incorporadas em vastos halos de matéria escura que se estendem muito além dos limites da matéria visível nas galáxias (tais como halos galácticos de estrelas).
Estima-se que a proporção em peso das partículas desta substância misteriosa em relação às partículas que compõem a matéria cotidiana seja de cinco para um. Isso significa que tudo o que vemos ao nosso redor todos os dias – estrelas, planetas, satélites, nossos corpos, o gato ao lado, etc. – representa apenas 15% da matéria do universo, sendo a matéria escura responsável pelos outros 85%. O que torna a matéria escura ainda mais misteriosa é o fato de que, por interagir muito fracamente ou não interagir com a radiação eletromagnética, ela não emite, absorve ou reflete luz. Portanto, é na verdade invisível em todos os comprimentos de onda da luz – ou pelo menos pensamos que é.
Existe a possibilidade de que a matéria escura possa causar a produção de luz. Se as partículas de matéria escura se “aniquilarem” quando se encontrarem e interagirem umas com as outras, tal como a matéria e a sua contraparte de antimatéria, deverá produzir um grande número de partículas, incluindo fotões de raios gama, que, embora invisíveis aos nossos olhos, podem ser “vistos” por telescópios espaciais de raios gama sensíveis. Uma das partículas “autodestrutivas” que teoricamente constituem a matéria escura é a chamada “partícula massiva de interação fraca” ou “partícula massiva de interação fraca”WIMPS“.
Uma equipa de investigação liderada por Tomonori Totani, do Departamento de Astronomia da Universidade de Tóquio, treinou a sonda Fermi numa região onde se supõe que a matéria escura da Via Láctea se acumula – o centro da nossa Via Láctea – e procurou esta assinatura distinta de raios gama.
Totani acha que finalmente encontramos a assinatura.
“Detectámos raios gama com energias de fotões de 20 gigaelectronvolts (ou 20 mil milhões de electrões-volts, que é uma energia muito grande) estendendo-se em direcção ao centro da galáxia numa estrutura semelhante a um halo,” disse Totani. “A componente de emissão de raios gama corresponde muito à forma esperada de um halo de matéria escura.”
Não foi o único jogo disputado. A assinatura energética destes raios gama corresponde bem à que se prevê ocorrer após a aniquilação colisional dos WIMPs, que se espera que sejam cerca de 500 vezes mais massivos que os protões, partículas de matéria comuns encontradas no centro dos átomos. Totani acreditava que nenhum outro fenômeno astronômico poderia explicar facilmente os raios gama observados por Fermi.
“Se isso estiver correto, até onde sei, marcaria a primeira vez que os humanos ‘viram’ a matéria escura. Acontece que a matéria escura é uma nova partícula que não está incluída no atual Modelo Padrão da física de partículas”, disse Totani. “Isso marca um grande desenvolvimento na astronomia e na física.”
Totani acredita que o que ele e os seus colegas detectaram é uma assinatura de partículas de matéria escura com interação fraca, aniquilando-se umas às outras no centro do Universo. Via Lácteatoda a comunidade científica precisará de evidências mais conclusivas antes que este livro encerre este mistério de quase um século.
Totani acrescentou: “Isso pode ser possível assim que mais dados forem acumulados e, se assim for, fornecerá evidências mais fortes de que os raios gama se originam da matéria escura”.
As descobertas da equipe foram publicadas terça-feira (25 de novembro) no Journal of Cosmology and Astroarticle Physics.



