Crédito:NASA, ESA e D. Coe (NASA JPL/Caltech e STScI) A matéria escura é um dos maiores mistérios da ciência. Não absorve, reflete ou emite luz, por isso não podemos vê-lo. Mas a sua presença está implícita nos efeitos gravitacionais que parece ter nas galáxias.
Embora a matéria escura represente cerca de 85% do cosmos, os cientistas sabem muito pouco sobre a sua natureza fundamental.
As teorias abundam, e a pesquisa do pós-doutorado da Universidade Clemson, Alex McDaniel, fornece algumas das restrições mais rigorosas sobre a natureza da matéria escura até agora. Sua pesquisa também revela um pequeno indício de um sinal que, se for real, poderá ser confirmado em algum momento da próxima década.
O trabalho está publicado na revista Physical Review D .
"Com a recolha de dados e novas descobertas no futuro, esta pequena pista poderá potencialmente transformar-se numa detecção muito concreta de um modelo de matéria escura," disse McDaniel.
Detectar matéria escura seria inovador.
"A matéria escura é uma das coisas mais importantes na astrofísica e não sabemos quase nada sobre ela. Descobri-la será um tremendo avanço," disse Marco Ajello, professor associado do Departamento de Física e Astronomia de Clemson e conselheiro de McDaniel. "Quem descobrir pode ganhar um Prêmio Nobel. É desse tamanho."
Neste trabalho, McDaniel e colaboradores procuraram em galáxias anãs matéria escura que se auto-aniquila em matéria comum e raios gama, uma forma de luz nos níveis de energia mais elevados. As galáxias anãs são ideais para estudo porque são pequenas, ricas em matéria escura e, na sua maioria, carecem de outros fenómenos astrofísicos, como gás, poeira e supernovas, que poderiam contaminar as descobertas.
“Procuramos por estes porque, idealmente, eles nos dão um sinal claro ou nos permitem descartar certas teorias de partículas”, disse McDaniel.
Alguns modelos prevêem que a matéria escura tem uma certa massa ou seção transversal, que é a probabilidade de um evento específico ocorrer devido à interação de partículas. Isso determinaria o que os pesquisadores esperariam ver nos raios gama. Se eles não virem isso, poderão descartar essas massas e seções transversais, disse ele.
“Neste artigo, descartamos mais, dizendo que a matéria escura não pode ter essas massas ou secção transversal”, disse Chris Karwin, antigo pós-doutorando em Clemson e co-autor do estudo. Karwin é agora pós-doutorado no Goddard Space Flight Center da NASA. “Mas em comparação com estudos anteriores, começamos a ver uma sugestão de algo que pode ser um sinal destes sistemas”.
O estudo de McDaniel usa amostras maiores que incluem galáxias anãs descobertas adicionais e maiores quantidades de dados do que estudos anteriores. Ele incluiu cerca de 50 galáxias anãs em seu estudo, mas disse que com telescópios novos e mais poderosos entrando em operação em um futuro próximo, ele espera que esse número aumente para 150-200.
“Os novos telescópios são basicamente detectores de galáxias anãs”, disse ele. “Estamos projetando que com essas melhorias é possível que, em vez de ter apenas um pequeno indício de sinal, possamos ter algo que seja uma detecção genuína”.
Ajello acrescentou:“Se [o sinal] for real, eventualmente será confirmado”.
