Novas descobertas sugerem que a matéria escura pode mais uma vez ser a peça que falta em um dos enigmas mais duradouros da astronomia: o estranho excesso de raios gama emanando do núcleo da Via Láctea. Ao recriar a turbulenta vida inicial da galáxia e as enormes colisões que a moldaram, os cientistas descobriram que a matéria escura perto do centro pode estar disposta de forma muito diferente do que se pensava anteriormente. Essa nova configuração se aproxima do padrão de radiação misteriosa observado pela primeira vez pelo telescópio Fermi da NASA, restaurando a matéria escura como um forte candidato a explicar o coração brilhante da Via Láctea.
O novo estudo trouxe um novo ânimo para um dos debates mais persistentes da astrofísica: o que está causando o poderoso brilho de raios gama no centro de nossa galáxia?
Levado pelo Dr. Moorits Muru, com Dr. Noam Libeskind e Dr. Stefan Gottlöber do Instituto Leibniz de Astrofísica de Potsdam (AIP), em colaboração com o Professor Yehuda Hoffman do Instituto de Física Racah da Universidade Hebraica de Jerusalém e o Professor Joseph Silk da Universidade de Oxford, a pesquisa aparece na Physical Review Letters. Seu trabalho utiliza simulações cosmológicas avançadas para testar se a matéria escura — o material invisível que se acredita compor a maior parte do universo — ainda pode justificar o surplus de radiação de alta energia observado pela primeira vez pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA.
Revisitando o Excesso do Centro Galáctico
Há mais de uma década, cientistas lutam com o chamado “Excesso do Centro Galáctico”, um aumento inesperado de raios gama que emana do coração da Via Láctea. No início, os pesquisadores suspeitaram que partículas de matéria escura poderiam estar colidindo e se aniquilando, criando intensos surtos de radiação. No entanto, o padrão observado de raios gama não se adequou exatamente à forma esperada das distribuições de matéria escura. Essa discrepância levou muitos a favorecer outra explicação: pulsares milissegundo antigos e rápidos.
Para testar as possibilidades, a equipe recorreu ao Hestia, uma série de simulações de alta resolução projetadas para modelar galáxias como a Via Láctea dentro de ambientes cósmicos realistas. Ao retratar as violentas fusões e os caóticos começos da galáxia, os pesquisadores descobriram que esses eventos antigos poderiam ter alterado significativamente a forma e a densidade da matéria escura em seu núcleo.
Seus resultados revelam uma estrutura de matéria escura muito mais intrincada e não esférica do que os modelos anteriores previam — uma que reproduz naturalmente a distribuição de raios gama sem a necessidade de invocar um grande número de pulsares.
O Caótico Passado da Via Láctea Deixa Sua Marca
“A história de colisões e crescimento da Via Láctea deixa claras impressões digitais sobre como a matéria escura está arranjada em seu núcleo,” explicaram os pesquisadores. “Quando consideramos isso, o sinal de raios gama se parece muito mais com algo que a matéria escura poderia explicar.”
Embora o estudo não tenha encerrado o debate, ele restabelece a matéria escura como uma explicação principal para um dos fenômenos mais intrigantes da astronomia moderna.
Futuras observatórios como o Array de Telescópios Cherenkov, capazes de detectar raios gama de ainda maior energia, fornecerão testes mais precisos dessas teorias concorrentes. Esses instrumentos poderão confirmar se o brilho realmente vem da matéria escura ou se outro processo cósmico é responsável.
“Este estudo nos dá uma nova forma de interpretar um dos sinais mais intrigantes do céu,” disse a equipe. “Ou confirmaremos que a matéria escura deixa um traço observável — ou aprenderemos algo completamente novo sobre a própria Via Láctea.”
