Uma equipe de astrônomos estudou dois aglomerados globulares próximos, 47 Tucanae e Omega Centauri, em busca de sinais produzidos pela aniquilação de matéria escura. Embora as buscas tenham sido vazias, não foram um fracasso. A falta de uma detecção colocou limites superiores estritos na massa da partícula hipotética de matéria escura.
Iluminando a matéria escura

A matéria escura compõe cerca de 80% de toda a massa do universo, embora seja completamente invisível. Ele simplesmente não interage com a força eletromagnética e, portanto, não brilha ou reflete ou absorve ou qualquer coisa. Até agora, a única evidência que temos de sua existência é através de seus efeitos gravitacionais no resto do universo. Por causa disso, os astrônomos não têm certeza sobre o que é a matéria escura, embora muitos físicos acreditem que seja algum novo tipo de partícula, anteriormente desconhecido para o modelo padrão da física de partículas.

Uma possibilidade é que a matéria escura seja feita de alguma partícula ultraleve, como um áxion. E embora essas partículas não interajam com a matéria normal, elas podem muito raramente interagir consigo mesmas, colidindo e se aniquilando. Se a energia da colisão for alta o suficiente, pode resultar na produção de um raio gama, que então se divide para se tornar um elétron e um pósitron.

Esses elétrons e pósitrons podem se unir para formar estados ligados, chamados positrônio. No entanto, os átomos de positrônio não são estáveis ​​e acabam decaindo, deixando para trás um flash de emissão de rádio.

Portanto, mesmo que a matéria escura não interaja diretamente com o eletromagnetismo, ainda há a possibilidade de vermos a emissão de rádio da colisão e decaimento de partículas de matéria escura.

Observe os aglomerados globulares

Para fazer isso funcionar, você precisa de muita matéria escura. Se as partículas de matéria escura colidissem com bastante facilidade, já teríamos visto. Portanto, as colisões devem ser raras. A densidade da matéria escura em nossa vizinhança galáctica é muito baixa para fazer emissão detectável, mas os núcleos densos das galáxias podem oferecer melhor acesso.

O lugar natural para olhar é o nosso núcleo galáctico, mas esse lugar está inundado com todos os tipos de emissão de rádio, então é difícil dizer se um sinal em particular vem da aniquilação de matéria escura ou algo mais mundano. Então é por isso que uma equipe de astrônomos olhou para dois aglomerados globulares próximos, conforme relatado em um artigo publicado recentemente no jornal de pré-impressão arXiv.

Os dois aglomerados, 47 Tucanae e Omega Centauri, estão a apenas alguns milhares de anos-luz de distância, tornando-os relativamente fáceis de observar. E os astrônomos acreditam que eles são os remanescentes de galáxias anãs, a maior parte de suas estrelas arrancadas delas através de interações com a Via Láctea.

Isso torna os aglomerados laboratórios ideais, porque são essencialmente bolas de matéria escura densa com pouquíssima contaminação. A equipe de astrônomos procurou o sinal de rádio único do positrônio em decomposição usando o observatório Parkes na Austrália.

Eles não encontraram nada, o que não é necessariamente uma coisa ruim. Com base em suas observações, eles conseguiram colocar os melhores limites superiores até agora na massa e na seção transversal (uma medida da frequência com que as partículas interagem) desses modelos de matéria escura clara. Claro, teria sido incrível ver um sinal confirmado e finalmente acabar com esse mistério da matéria escura, mas novos conhecimentos em qualquer direção são sempre bem-vindos e sempre úteis. + Explorar mais

Nova teoria sugere que colisão de galáxias anãs poderia explicar galáxias sem matéria escura