Como os pulsares ajudam a descobrir matéria escura na Via Láctea?

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Cientistas estão utilizando pulsares – estrelas de nêutrons que giram rapidamente – para detectar a matéria escura. Essas estrelas mortas são ótimas para ajudar os pesquisadores nessa empreitada porque fornecem dados com variação minúscula.

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A pesquisa liderada por John LoSecco, da Universidade de Notre Dame, nos Estados Unidos, utiliza a precisão extrema dos chamados “pulsares de milissegundos” para medir perturbações gravitacionais no tecido do espaço-tempo, o que poderia ser a chave para caçar a matéria escura.

Segundo o Space.com, os resultados foram apresentados na reunião da National Astronomy Meeting (NAM) 2024 na Universidade de Hull.

Se você tem pressa

• Pulsares como relógios cósmicos: pulsares, estrelas de nêutrons que giram rapidamente, são usados como relógios cósmicos para estudar distúrbios gravitacionais no espaço-tempo.
• Investigando a matéria escura: a pesquisa aproveita a curvatura do espaço-tempo causada pela matéria escura para estudar seu efeito na chegada de luz de objetos distantes, uma técnica conhecida como lente gravitacional.
• Detecção de desvios minúsculos: variações minúsculas no tempo de chegada das ondas de rádio dos pulsares sugerem a presença de aglomerações de matéria escura, com massas potencialmente significativas.

Como os pulsares ajudam a descobrir matéria escura?

Os pulsares emitem feixes de radiação eletromagnética que, ao girarem, cruzam o espaço como um farol – daí, considerarem pulsares como “faróis cósmicos“. Os “pulsares de milissegundos” têm rotações tão rápidas que podem ser usados em conjunto, formando matrizes de temporização de pulsar que detectam variações na luminosidade com precisão extraordinária.

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A equipe de LoSecco examinou dados de 65 pulsares e observou cerca de 12 incidentes que indicaram variações e atrasos no tempo, geralmente com precisão de nanossegundos. Essas observações sugerem que as ondas de rádio desses pulsares estão viajando por distorções no espaço causadas por concentrações invisíveis de massa – possíveis “aglomerados” de matéria escura.

Os desvios detectados são extremamente pequenos. Para se ter uma ideia, um corpo com a massa do Sol causaria um atraso nas ondas de rádio de um pulsar de cerca de 10 microssegundos. Os atrasos observados relacionados à matéria escura são 10.000 vezes menores que isso. Um dos achados sugere uma distorção de cerca de 20% da massa do Sol, o que poderia indicar um candidato a matéria escura.

Além de potencialmente revelar mais sobre a natureza da matéria escura, os achados da equipe também podem aprimorar a precisão dos dados coletados pelo Parkes Pulsar Timing Array. Isso ajudará na remoção de interferências nos dados, facilitando buscas por ondas gravitacionais de baixa frequência e, possivelmente, por radiação gravitacional primordial do Big Bang.