A busca por sinais de matéria escura fora de seu efeito gravitacional acabou sendo um fracasso – mas desta vez é controverso.
Os astrônomos não descobriram que o brilho dos raios X é o produto de um candidato específico para matéria escura: neutrinos estéreis.
Os pesquisadores argumentam que este é um resultado que lança uma sombra sobre este candidato como o principal candidato à matéria escura, mas não o rejeita totalmente.
A matéria escura é um grande e antigo ponto de interrogação. Embora não possamos detectá-lo diretamente, sabemos que existe porque tem um efeito gravitacional muito forte sobre a matéria que vemos.
Por exemplo, a matéria nas bordas externas das galáxias se move mais rápido do que se estivesse sob a influência gravitacional apenas da matéria visível. E as lentes gravitacionais – a forma como a gravidade curva o caminho da luz – também é mais forte do que esperamos. Com base nesses efeitos, os astrônomos calcularam que 85% da matéria do universo é matéria escura.
Já que não podemos encontrar, não sabemos o que é. Existem vários candidatos hipotéticos, e os astrônomos estão tentando descobrir maneiras de detectá-los.
Um neutrino estéril é uma partícula hipotética. Os neutrinos normais, as partículas mais abundantes no Universo, são semelhantes aos elétrons, mas não têm carga e têm muito pouca massa, de modo que quase não interagem com a matéria normal. Os físicos sugeriram que um neutrino estéril não interagirá com a matéria normal, exceto gravitacionalmente.
Mas esses hipotéticos neutrinos também são instáveis. Eles devem decair em neutrinos normais e radiação eletromagnética. E se eles decaem assim, então essa radiação deve ser detectada. Muito fraco, mas detectável.
Conforme declarado em um estudo de 2014, raios-X fracos de decomposição estéril de neutrinos de galáxias distantes foram detectados, radiação chamada de linha de 3,5 keV. Mas então estudos de acompanhamento – um em 2016 em uma galáxia anã a 260.000 anos-luz de distância e outro em 2017 em um aglomerado de galáxias a 240 milhões de anos-luz de distância – não conseguiram confirmar a descoberta.
Sabemos que a Via Láctea tem um halo de matéria escura significativo, então, se neutrinos estéreis se decomporem, eles devem ser detectados em toda a galáxia.
A equipe conduziu uma meta-análise de 20 anos de dados brutos de raios-X arquivados no espaço vazio ao redor da Via Láctea, onde outros objetos luminosos não iriam interferir na busca por sinais de emissões de 3,5 KeV. Eles não encontraram nenhum.
'Este artigo de 2014 e o trabalho subsequente confirmaram que o sinal gerou um interesse significativo nas comunidades de astrofísica e física de partículas devido à oportunidade de aprender pela primeira vez exatamente o que é a matéria escura em nível microscópico', disse o físico Ben Safdie, da Universidade de Michigan.
“Nossos resultados não significam que a matéria escura não seja um neutrino estéril, mas significa que – ao contrário do que foi afirmado em 2014 – não há evidências experimentais até o momento que indiquem sua existência.”
A pesquisa foi publicada na revista Science.
Fontes: Foto: halo de matéria escura da galáxia Via Láctea. Zosia Rostomian e Nicholas Rodd / Berkeley Lab; e Christopher Dessert e Benjamin Safdi / University of Michigan
