Os cientistas podem ter “visto” a matéria escura pela primeira vez, graças ao telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA. Se assim for, isto marcaria a primeira detecção direta da substância mais misteriosa do universo.
A matéria escura foi teorizada em 1933 pelo astrônomo Fritz Zwicky, que descobriu que as galáxias visíveis do Aglomerado de coma faltou a influência gravitacional necessária para evitar que este aglomerado se separasse. Então, na década de 1970, o astrônomo Vera Rubin e colegas descobriram que as bordas exteriores das galáxias espirais giravam à mesma velocidade que os seus centros, algo que só seria possível se a maior quantidade de massa nestas galáxias não estivesse concentrada nos seus centros, mas sim mais amplamente dispersa. Estas não são observações diretas de matéria escura, claro, mas inferências feitas usando as interações da matéria escura com a gravidade, bem como a influência que a gravidade tem sobre a matéria e a luz comuns. Ainda assim, devido a estas descobertas, os astrónomos calcularam desde então que todas as grandes galáxias estão inseridas em vastos halos de matéria escura que se expandem muito para além dos limites da matéria visível nas galáxias (tais como halos galácticos de estrelas).
Estima-se agora que as partículas desta substância misteriosa superam as partículas que compõem a matéria cotidiana em uma proporção de cinco para um. Isso significa que tudo o que vemos ao nosso redor diariamente – estrelas, planetas, luas, nossos corpos, o gato do vizinho e assim por diante – representa apenas 15% da matéria do universo, sendo a matéria escura responsável pelos outros 85%. Para aumentar o mistério da matéria escura está o fato de que, por interagir tão fracamente com a radiação eletromagnética, ou não interagir, ela não emite, absorve ou reflete luz. Assim, é efetivamente invisível em todos os comprimentos de onda da luz – ou pelo menos pensávamos que era.
Existe uma possibilidade que resultaria na produção de luz pela matéria escura. Se as partículas de matéria escura se “aniquilarem” quando se encontrarem e interagirem, tal como a matéria e a sua contraparte antimatéria fazem, então deveria produzir uma chuva de partículas, incluindo fotões de raios gama que, embora invisíveis aos nossos olhos, poderiam ser “vistos” por telescópios espaciais sensíveis de raios gama. Uma das partículas “auto-aniquiladoras” sugeridas, teorizadas como constituindo a matéria escura, são as chamadas “Partículas Massivas de Interação Fraca” ou “WIMPS.”
Uma equipa de investigadores, liderada por Tomonori Totani do Departamento de Astronomia da Universidade de Tóquio, treinou a sonda Fermi nas regiões da Via Láctea onde a matéria escura deveria concentrar-se, nomeadamente no centro da nossa galáxia, e procurou esta assinatura reveladora de raios gama.
Bem, Totani acha que finalmente encontramos essa assinatura.
“Detectámos raios gama com uma energia de fotões de 20 gigaelectronvolts (ou 20 mil milhões de electrões-volts, uma quantidade extremamente grande de energia) estendendo-se numa estrutura semelhante a um halo em direcção ao centro da Via Láctea,” disse Totani. “A componente de emissão de raios gama corresponde de perto à forma esperada do halo de matéria escura.”
E esta não é a única disputa acirrada. A assinatura energética destes raios gama corresponde muito àquelas que se prevê surgirem da aniquilação dos WIMPs em colisão, que se prevê terem uma massa cerca de 500 vezes a de um protão, as partículas de matéria comuns encontradas no coração dos átomos. Totani sugere que não existem quaisquer outros fenómenos astronómicos que expliquem facilmente os raios gama observados pelo Fermi.
“Se isso estiver correto, até onde sei, marcaria a primeira vez que a humanidade ‘viu’ a matéria escura. E acontece que a matéria escura é uma nova partícula não incluída no atual modelo padrão da física de partículas”, disse Totani. “Isso significa um grande desenvolvimento na astronomia e na física.”
Embora Totani esteja confiante de que o que ele e os seus colegas detectaram é a assinatura de WIMPs de matéria escura aniquilando-se uns aos outros no coração do Via Lácteaa comunidade científica em geral exigirá evidências mais concretas antes que o livro seja encerrado sobre este mistério de quase um século.
“Isto poderá ser alcançado assim que mais dados forem acumulados e, nesse caso, forneceria evidências ainda mais fortes de que os raios gama se originam da matéria escura”, acrescentou Totani.
A pesquisa da equipe foi publicada na terça-feira (25 de novembro) no Journal of Cosmology and Astroarticle Physics.
