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Cientistas encontraram uma nova pista para desvendar um dos maiores mistérios do Universo: a matéria escura. Um artigo aceito para publicação no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics descreve pela primeira vez objetos curiosos no centro da Via Láctea que podem estar diretamente ligados a esse tipo invisível de matéria.
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Conduzido por pesquisadores do Reino Unido e dos EUA, o estudo propõe usar o Telescópio Espacial James Webb (JWST), da NASA, para buscar sinais desses corpos celestes, apelidados de “anãs escuras”.
Esse nome não tem a ver com falta de brilho. As anãs escuras brilham, sim, mas de forma diferente. Segundo a pesquisa, esses objetos seriam aquecidos não por fusão nuclear, como acontece com estrelas comuns, mas pela energia liberada pela interação da matéria escura acumulada dentro deles.
Matéria escura compõe 25% da massa do Universo
“Acreditamos que 25% do Universo seja composto por um tipo de matéria que não emite luz, tornando-a invisível aos nossos olhos e telescópios. Nós a detectamos apenas por meio de seus efeitos gravitacionais. É por isso que a chamamos de matéria escura”, explica Jeremy Sakstein, professor de física da Universidade do Havaí e um dos autores do estudo, em um comunicado. Apesar de décadas de investigação, ninguém sabe exatamente do que ela é feita.
Entre as principais explicações estão as chamadas WIMPs (sigla para Partículas Massivas de Interação Fraca). Essas partículas seriam invisíveis porque não reagem com a luz nem com forças eletromagnéticas. Mesmo assim, elas influenciam o movimento de galáxias e outros corpos cósmicos por meio da gravidade. Segundo Sakstein, se essas partículas realmente existirem, elas podem se acumular dentro de estrelas.
Estrelas comuns, como o Sol, geram energia por fusão nuclear: seus núcleos atingem temperaturas altíssimas, fundindo átomos e liberando luz. Já as anãs escuras teriam uma massa tão pequena, de cerca de 8% da massa solar, que não alcançariam as condições para a fusão. No entanto, se estivessem cercadas por matéria escura, poderiam absorvê-la e transformar essa energia em calor, tornando-se visíveis.
Esse processo transforma o que seria uma simples “anã marrom” (um objeto subestelar frio e de baixa massa) em algo totalmente novo: uma estrela movida a matéria escura. Quanto mais matéria escura o objeto conseguir “captar”, mais energia será capaz de produzir por meio da aniquilação dessas partículas entre si – um efeito previsto por alguns modelos de WIMPs.
Mas nem toda teoria de matéria escura permite a existência de anãs escuras. Modelos baseados em partículas muito leves, como áxions ou neutrinos estéreis, não gerariam energia suficiente para manter esse tipo de objeto aquecido. Por isso, encontrar uma anã escura seria um forte indício de que a matéria escura é composta de partículas pesadas que interagem entre si, como as WIMPs.
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Detectar anãs escuras é um desafio para a astronomia
Identificar esses objetos no céu, no entanto, é um desafio. Para ajudar nessa busca, os pesquisadores sugerem o elemento lítio-7 como marcador. Como esse isótopo é facilmente destruído em estrelas comuns, se uma estrela de baixa massa ainda tiver traços de lítio-7, pode ser um sinal de que ela não é uma anã marrom tradicional, mas sim uma anã escura.
Segundo Sakstein, o JWST tem capacidade técnica de detectar corpos celestes extremamente frios, como as anãs escuras. Outra estratégia sugerida pelo cientista é observar grupos de estrelas e analisar, com base estatística, se parte delas apresenta características típicas de anãs escuras.
Se esses objetos hipotéticos forem detectados de fato, o impacto seria significativo. “Seria uma evidência sólida de que a matéria escura é pesada e interage fortemente consigo mesma, mesmo que fracamente com a matéria comum”, diz Sakstein. Isso fortaleceria a teoria das WIMPs, mas também abriria espaço para outros modelos exóticos.
Embora encontrar uma anã escura não prove definitivamente que a matéria escura é exatamente uma WIMP, isso pelo menos mostraria que ela age de forma muito parecida. E esse pode ser o passo que faltava para finalmente entender do que é feita a parte invisível do Universo.
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