O Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray da NASA encontrou um sinal no centro da vizinha galáxia de Andrômeda que pode indicar a presença de uma coisa misteriosa conhecida como matéria escura. O sinal de raios gama é semelhante ao visto por Fermi no centro de nossa própria galáxia, a Via Láctea.

Os raios gama são a forma de luz de maior energia, produzidos pelos fenômenos mais energéticos do universo. Eles são comuns em galáxias como a Via Láctea porque os raios cósmicos, partículas se movendo perto da velocidade da luz, produzem raios gama quando interagem com nuvens de gás interestelar e a luz das estrelas.

Surpreendentemente, os dados mais recentes do Fermi mostram que os raios gama em Andrômeda - também conhecidos como M31 - estão confinados ao centro da galáxia, em vez de espalhados por toda parte. Para explicar esta distribuição incomum, os cientistas estão propondo que a emissão pode vir de várias fontes indeterminadas. Um deles pode ser matéria escura, uma substância desconhecida que constitui a maior parte do universo.

"Esperamos que a matéria escura se acumule nas regiões mais internas da Via Láctea e outras galáxias, é por isso que encontrar um sinal tão compacto é muito emocionante, "disse o cientista-chefe Pierrick Martin, um astrofísico do Centro Nacional de Pesquisa Científica e do Instituto de Pesquisa em Astrofísica e Planetologia em Toulouse, França. "M31 será a chave para entender o que isso significa para Andrômeda e Via Láctea."

Um artigo descrevendo os resultados aparecerá na próxima edição do The Astrophysical Journal .

Outra possível fonte para essa emissão poderia ser uma rica concentração de pulsares no centro de M31. Essas estrelas de nêutrons giratórias pesam até duas vezes a massa do Sol e estão entre os objetos mais densos do universo. Uma colher de chá de matéria estelar de nêutrons pesaria um bilhão de toneladas na Terra. Alguns pulsares emitem a maior parte de sua energia em raios gama. Como o M31 está a 2,5 milhões de anos-luz de distância, é difícil encontrar pulsares individuais. Para testar se os raios gama vêm desses objetos, os cientistas podem aplicar o que sabem sobre pulsares a partir de observações na Via Láctea a novos raios-X e observações de rádio de Andrômeda.

Agora que Fermi detectou uma assinatura de raios gama semelhante no M31 e na Via Láctea, os cientistas podem usar essas informações para resolver mistérios dentro de ambas as galáxias. Por exemplo, M31 emite poucos raios gama de seu grande disco, onde a maioria das estrelas se formam, indicando menos raios cósmicos vagando por lá. Como os raios cósmicos são geralmente considerados relacionados à formação de estrelas, a ausência de raios gama nas partes externas de M31 sugere que a galáxia produz raios cósmicos de forma diferente, ou que eles podem escapar da galáxia mais rapidamente. O estudo de Andrômeda pode ajudar os cientistas a entender o ciclo de vida dos raios cósmicos e como ele está conectado à formação de estrelas.

"Não entendemos totalmente os papéis que os raios cósmicos desempenham nas galáxias, ou como eles viajam por eles, "disse Xian Hou, um astrofísico dos Observatórios de Yunnan, Academia Chinesa de Ciências em Kunming, China, também um cientista líder neste trabalho. "M31 nos permite ver como os raios cósmicos se comportam em condições diferentes daquelas em nossa própria galáxia."

A descoberta semelhante na Via Láctea e no M31 significa que os cientistas podem usar as galáxias como modelos umas das outras ao fazer observações difíceis. Enquanto Fermi pode fazer observações mais sensíveis e detalhadas do centro da Via Láctea, sua visão é parcialmente obscurecida pela emissão do disco da galáxia. Mas os telescópios observam Andrômeda de um ponto de vista externo impossível de alcançar na Via Láctea.

"Nossa galáxia é tão semelhante a Andrômeda, realmente nos ajuda a poder estudá-lo, porque podemos aprender mais sobre nossa galáxia e sua formação, "disse a coautora Regina Caputo, um cientista pesquisador do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. "É como viver em um mundo onde não há espelhos, mas você tem um irmão gêmeo, e você pode ver tudo físico sobre o gêmeo. "

Embora mais observações sejam necessárias para determinar a fonte do excesso de raios gama, a descoberta fornece um ponto de partida emocionante para aprender mais sobre as duas galáxias, e talvez sobre a natureza ainda evasiva da matéria escura.

"Ainda temos muito que aprender sobre o céu de raios gama, "Disse Caputo." Quanto mais informações tivermos, mais informações podemos colocar em modelos de nossa própria galáxia. "