A matéria escura pode estar iluminando o coração da Via Láctea

O novo estudo deu nova vida a um dos debates mais persistentes da astrofísica: o que está a causar o poderoso brilho de raios gama no centro da nossa galáxia?

Stefan Gottlöber do Instituto Leibniz de Astrofísica 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 em Cartas de revisão física. O seu trabalho utiliza simulações cosmológicas avançadas para testar se a matéria escura – o material invisível que se pensa constituir a maior parte do Universo – ainda pode ser responsável pelo excedente de radiação de alta energia detectada pela primeira vez pelo Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA.

Revisitando o Excesso do Centro Galáctico

Durante mais de uma década, os cientistas têm lutado contra o chamado “Excesso do Centro Galáctico”, uma onda inesperada de raios gama provenientes do coração da Via Láctea. No início, os investigadores suspeitaram que as partículas de matéria escura poderiam estar a colidir e aniquilar-se umas às outras, criando intensas explosões de radiação. No entanto, o padrão observado dos raios gama não se ajustava exatamente à forma esperada das distribuições da matéria escura. Esta discrepância levou muitos a favorecer outra explicação: estrelas de nêutrons antigas e de rotação rápida, conhecidas como pulsares de milissegundos.

Para testar as possibilidades, a equipe recorreu ao Hestia, uma série de simulações de alta resolução projetadas para modelar galáxias como a Via Láctea em ambientes cósmicos realistas. Ao reconstituir as fusões violentas e o início caótico da galáxia, os investigadores descobriram que estes eventos antigos podem ter alterado significativamente a forma e a densidade da matéria escura no seu núcleo.

Os seus resultados revelam uma estrutura de matéria escura não esférica muito mais complexa do que os modelos anteriores previam – uma estrutura que reproduz naturalmente a propagação dos raios gama sem a necessidade de invocar um grande número de pulsares.

O passado caótico da Via Láctea deixa uma marca

“A história de colisões e crescimento da Via Láctea deixa impressões claras sobre como a matéria escura está organizada no seu núcleo”, explicaram os investigadores. “Quando consideramos isso, o sinal de raios gama parece muito mais com algo que a matéria escura poderia explicar.”

Embora o estudo não encerre o debate, ele restabelece a matéria escura como uma explicação importante para um dos fenómenos mais intrigantes da astronomia moderna.

Observatórios futuros, como o Cherenkov Telescope Array, capaz de detectar raios gama de energia ainda mais elevada, fornecerão testes mais precisos destas teorias concorrentes. Estes instrumentos poderão confirmar se o brilho provém realmente da matéria escura ou se outro processo cósmico é o responsável.

“Este estudo dá-nos uma nova forma de interpretar um dos sinais mais intrigantes do céu”, disse a equipa. “Ou confirmaremos que a matéria escura deixa um rastro observável – ou aprenderemos algo inteiramente novo sobre a própria Via Láctea.”