Astrônomos japoneses podem ter detectado matéria escura pela primeira vez

A análise foi encabeçada pelo astrônomo Tomonori Totani e investiga 15 anos de dados do Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama, da Nasa. Ela revelou um brilho energético incomum envolvendo o halo da Via Láctea, que corresponde de maneira impressionante ao que se esperaria da aniquilação de partículas de matéria escura conhecidas como partículas massivas de interação fraca (WIMPs, na sigla em inglês).

A história da matéria escura remonta ao início da década de 1930, quando o suíço Fritz Zwicky observou que galáxias no Aglomerado de Coma se moviam rápido demais para permanecerem ligadas apenas pela massa visível. Tal fenômeno só era explicável pela presença de uma substância invisível exercendo gravidade adicional.

Décadas depois, nos anos 1970, Vera Rubin e colegas reforçaram essa hipótese ao constatar que as bordas das galáxias espirais giravam tão rapidamente quanto seus centros. A anomalia gravitacional também é impossível sem matéria não detectável.

Mesmo com essas pistas, a humanidade nunca conseguiu observar diretamente a matéria escura. Por não interagir com a força eletromagnética, ela não emite, não reflete e não absorve luz. O que os astrônomos viam, até então, eram apenas seus efeitos gravitacionais.

Por isso, Totani concentrou sua análise nas regiões acima e abaixo do disco da Via Láctea, o chamado halo galáctico. Diferentes especialistas sugerem que o local é onde a matéria escura encontra-se em maior abundância.

Olhando para a região, o pesquisador optou por remover da equação as emissões conhecidas de gás interestelar, os raios cósmicos e as estruturas energéticas gigantes (como as bolhas de plasma do centro galáctico). Assim, ele encontrou um componente residual de raios gama que “não deveria estar ali”, segundo descreveu ao Science Focus, da BBC.

O sinal observado formava um halo de raios gama com pico acentuado em torno de 20 gigaeletronvolts (GeV) – exatamente a faixa prevista pela aniquilação de WIMPs com massa cerca de 500 vezes maior que a do próton. “O componente de emissão de raios gama corresponde de perto à forma esperada do halo de matéria escura”, explica Totani, em comunicado.

O pico estreito em 20 GeV não é comum em fenômenos astrofísicos conhecidos. De acordo com Totani, as explicações alternativas, como interações de raios cósmicos ou fontes compactas não catalogadas, não se ajustam de forma satisfatória à forma e à intensidade do brilho detectado pelo Fermi.

Esse tipo de radiação é precisamente o que se espera quando duas partículas de matéria escura se encontram e se “autoaniquilam”. Para o autor, o conjunto de dados representa um “forte indício de emissão de raios gama proveniente da matéria escura”. Se isso estiver correto, o feito poderá ser considerado como o primeiro registro de visualização da matéria escura pela humanidade.

Apesar da empolgação, especialistas recomendam prudência. Sinais semelhantes já surgiram no passado e continuam inconclusivos até hoje devido à incerteza dos fundos astrofísicos, como é o caso do famoso “excesso do centro galáctico”, detectado em 2009. O novo halo é ainda menos estudado do que o centro da galáxia, o que deve exigir anos de análises independentes para confirmação.