Primeira evidência direta de matéria escura pode ter sido encontrada no centro da Via Láctea

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Cientistas da Universidade de Tóquio anunciaram a possível primeira detecção direta de matéria escura – a substância invisível que compõe 85% de toda a matéria do universo. A descoberta, se confirmada, representaria um dos maiores avanços na história da astronomia e da física de partículas.

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A equipe liderada por Tomonori Totani utilizou o telescópio espacial de raios gama Fermi da NASA para observar o centro da Via Láctea, região onde se concentraria a maior quantidade de matéria escura em nossa galáxia. Os pesquisadores detectaram raios gama com energia de 20 gigaeletronvolts formando uma estrutura em halo ao redor do núcleo galáctico – padrão que coincide perfeitamente com as previsões teóricas para a distribuição de matéria escura.

Mapa da intensidade de raios gama da região do plano galáctico que isola o halo de matéria escura. (Crédito da imagem: Tomonori Totani, Universidade de Tóquio)

“Detectamos raios gama com energia de 20 gigaeletronvolts estendendo-se em uma estrutura semelhante a um halo em direção ao centro da Via Láctea”, afirmou Totani. “O componente de emissão de raios gama corresponde de perto à forma esperada do halo de matéria escura.”

A detecção baseia-se na teoria de que partículas de matéria escura, ao colidirem, aniquilam-se mutuamente produzindo radiação gama. A energia observada de 20 GeV corresponde exatamente ao que seria esperado da aniquilação das chamadas WIMPs (Partículas Massivas de Interação Fraca), principais candidatas a compor a matéria escura, com massa estimada em 500 vezes a de um próton.

Mapa de intensidade de raios gama excluindo componentes que não sejam o halo, abrangendo aproximadamente 100 graus na direção 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.(Crédito da imagem: Tomonori Totani, Universidade de Tóquio)

Matéria escura é um dos maiores mistérios da astronomia

A matéria escura permanece um dos maiores mistérios da ciência desde que foi inferida pela primeira vez por Fritz Zwicky em 1933, quando o astrônomo percebeu que galáxias no Aglomerado de Coma não possuíam massa suficiente para se manterem coesas. Na década de 1970, Vera Rubin reforçou a evidência ao demonstrar que estrelas nas bordas de galáxias espirais giram na mesma velocidade que as do centro – algo impossível sem a presença de matéria invisível.

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“Se isso estiver correto, até onde eu sei, seria a primeira vez que a humanidade ‘viu’ matéria escura”, declarou Totani. “E descobriu-se que a matéria escura é uma nova partícula não incluída no modelo padrão atual da física de partículas.”

Totani reconhece que a confirmação definitiva dependerá da acumulação de mais dados, mas acredita que a descoberta já representa um marco significativo na busca por entender a verdadeira natureza do universo.

A pesquisa foi publicada no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics, abrindo novos caminhos para a compreensão dos 85% de matéria que compõem o cosmos, mas que até agora permaneciam completamente invisíveis aos olhos da ciência.