Aqui está o que você aprenderá ao ler esta história:
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Durante quase um século, os cientistas têm procurado evidências diretas da matéria escura – uma das peças-chave que faltam na nossa compreensão teórica do universo.
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Embora tenhamos visto os efeitos da matéria escura usando técnicas como lentes gravitacionais, um novo estudo diz que os dados fornecidos pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi mostram evidências de emissão de raios gama que se assemelha à emissão esperada de duas partículas massivas de interação fraca, ou WIMPs (um dos principais candidatos à matéria escura).
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Se for verdade, esta é a primeira vez que “vimos” a matéria escura em acção, mas este trabalho ainda precisa de ser verificado de forma independente por outros astrofísicos (e vislumbres de outras fontes fora do centro da Via Láctea).
No início da década de 1930, o astrônomo suíço-americano Fritz Zwicky se deparou com um problema. Ao observar galáxias no aglomerado de Coma, Zwicky concluiu que elas se moviam tão rápido que deveriam ser lançadas no espaço – mas estavam gravitacionalmente ligadas ao aglomerado por algo invisível. Finalmente, em 1933, Swicky levantou a hipótese de que deveria haver alguma forma de matéria indescritível, mas difundida, que faz o universo funcionar, e chamou essa matéria de “matéria escura”.
Ao longo do século seguinte, a matéria escura tornou-se a principal explicação para as discrepâncias entre as conclusões teóricas e os resultados experimentais. Embora técnicas poderosas, como as lentes gravitacionais, tenham registrado evidências indiretas de matéria escura, ninguém jamais observou diretamente com sucesso a matéria que contém partículas massivas de interação fraca, ou WIMPs (como são chamados os principais candidatos à matéria escura). Alguns físicos ficaram tão frustrados com esta falta de confirmação que procuraram outras explicações, reavaliando o papel da informação no universo ou mergulhando mais fundo em teorias como a dinâmica newtoniana modificada.
Mas agora um novo estudo foi publicado Jornal de Cosmologia e Física de Astropartículas Espero colocar essas preocupações de lado. Liderado por Tomonori Totani, da Universidade de Osaka, no Japão, o estudo relata a observação direta de fótons específicos de raios gama que se presume serem o resultado da colisão (e destruição) de dois WIMPs. Totani encontrou essas “estruturas semelhantes a halos” analisando dados do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi, que foi lançado em 2008 para estudar o universo de alta energia. Isto aponta inevitavelmente o telescópio para o centro da Via Láctea, onde toda a física de alta energia se desenrola.
Durante seu trabalho, o telescópio fez algumas descobertas incríveis, como a gigante bolha de raios gama conhecida hoje como bolha de Fermi. Se as observações de Totani puderem ser verificadas de forma independente por outros astrofísicos, o telescópio acrescentará outro feito incrível ao seu já impressionante currículo de exploração espacial.
“Detectámos raios gama com energias de fotões de 20 gigaelectronvolts (ou 20 mil milhões de electrões-volts, uma quantidade extremamente grande de energia) que se estenderam numa estrutura semelhante a um halo em direcção ao centro da Via Láctea,” disse Totani num comunicado de imprensa. “A componente de emissão de raios gama corresponde de perto à forma esperada de um halo de matéria escura.”
Mapa de intensidade de raios gama excluindo outros componentes além do halo que se estende por cerca de 100 graus do centro galáctico. A barra cinza horizontal na região central corresponde à área do plano galáctico, que foi excluída da análise para evitar forte radiação astrofísica. Tomonori Totani, Universidade de Tóquio
Estes espectros de potência observados nestes dados sugerem a aniquilação de WIMPs, cada um com uma massa de cerca de 500 vezes a de um próton (que está dentro da janela de previsão teórica). Totani também enfatizou que estas emissões não são facilmente explicadas pelos fenómenos astronómicos mais comuns que produzem tais emissões, reforçando o seu argumento de que esta é de facto uma observação da matéria escura.
“Se isto estiver correto, que eu saiba, esta é a primeira vez que a humanidade ‘viu’ matéria escura”, disse Totani num comunicado de imprensa. “E acontece que a matéria escura é uma partícula nova que não está incluída no atual modelo padrão da física de partículas.” Isso marca um grande desenvolvimento na astronomia e na física.”
É claro que alegações extraordinárias exigem provas extraordinárias – e verificação rigorosa. Mesmo que os resultados de Totani ultrapassem este nível elevado, os cientistas procurarão mais exemplos deste fenómeno noutros locais do Universo e procurarão emissões de raios gama semelhantes de galáxias anãs dentro do halo da Via Láctea. Alguns desses dados podem vir do próprio Fermi ou do próximo observatório Cherenkov Telescope Array, que estudará fenômenos cósmicos analisando raios gama que interagem com a atmosfera da Terra.
A pesquisa está em andamento. Mas a matéria escura está rapidamente a ficar sem esconderijos.
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