A maior parte do universo é composta de matéria escura que intriga os cientistas com uma pergunta: de que é feito? Mas, um novo estudo, publicado pela revista Science no final de março, ele observa que a Via Láctea pode estar perdendo matéria escura, ou pelo menos o que se chama.

Se essa descoberta for confirmada, seria um duro golpe para a teoria de que a matéria escura é composta de neutrinos estéreis.

A teoria mais amplamente aceita hoje aponta que a matéria escura do universo é composta de neutrinos ultraleves estéreis que fluem no espaço e interagem entre si.

O novo estudo traz dúvidas à comunidade científica, pois o fato de nossa galáxia não possuir matéria escura significa que ela não possui esses neutrinos.

A controvérsia surgiu porque a maneira como os cientistas realizavam a nova pesquisa causou discordância entre outros físicos.

“As pessoas pensam em como procurar esses neutrinos com raios-X há algum tempo. Nós realmente tínhamos uma nova idéia de como procurá-los. E toda vez que alguém aparece e diz: ‘Eu tenho algo novo para saber como procurar algo além de você.’ eles estão fazendo “, seu instinto deve ser ceticismo. Eu acho que é a resposta natural “, disse Nicholas Rodd, da Universidade da Califórnia, co-autor do projeto, à Science.

O que é matéria escura?

A matéria escura é um dos maiores desafios para os cientistas. No universo, é algo com sua própria força gravitacional, mas que não emite ou reflete luz. Os cientistas sabem que está lá, principalmente porque é possível verificar os efeitos de sua gravidade nas galáxias. Mas eles não sabem do que é feito.

Como estrelas e gases conhecidos não são pesados ​​para a união de galáxias, os astrofísicos acreditam que possuem halos invisíveis de matéria escura, o que representaria 85% da massa do universo. A questão principal é de que é feita essa questão misteriosa.

Portanto, a teoria atualmente mais aceita pelos cientistas é que essa matéria é composta por neutrinos (partículas subatômicas que interagem com outras partículas através da gravidade) e atualmente existem três tipos conhecidos: neutrinos eletrônicos, neutrinos muônicos. e neutrinos tau.

Alguns físicos acreditam na existência de uma quarta variedade, chamada neutrino estéril. Esse neutrino mais pesado não interage com outras partículas, exceto a gravidade. Devido ao seu volume adicional, ele não se move pelo espaço tão rápido quanto outros neutrinos.

Isso significa que os neutrinos estéreis não se separam, mas formam nuvens, sugerindo que eles podem formar halos como a matéria escura.

Resultados diferentes

Pesquisas realizadas nos anos 90 e início dos anos 2000 sugeriram que a decomposição de halos estéreis de neutrinos produziria um brilho fraco em um comprimento de onda específico no espectro de raios-X.

Em 2014, ao somar a luz de raios-X detectada em 73 aglomerados de galáxias diferentes, os pesquisadores de Harvard encontraram esse brilho exatamente na faixa esperada: um pico fraco de luz de raios-X em um nível de energia de 3,5 quilovolts de volts (keV). )

Desde então, estudos de acompanhamento detectaram um brilho semelhante de 3,5 keV em outros grupos de galáxias. Mas os pesquisadores do presente estudo argumentam que a linha de 3,5 keV não aparece na fonte de matéria escura mais próxima, a Via Láctea.

Como se fez

Segundo a Science, pesquisadores da Universidade de Michigan, Reino Unido, Berkeley e do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley passaram por gravações antigas de telescópios de raios X e imagens selecionadas de regiões da galáxia que não têm estrelas, mas que deveriam abrigar matéria escura. . .

Mas os autores do estudo, que coletaram dados de 8.300 horas cumulativas de tempo de observação, contaram com uma faixa muito estreita de frequências, entre 3,3 e 3,8 keV, com uma resolução de energia de 0,1 keV. Isso significa que os pesquisadores podem distinguir claramente apenas um punhado de frequências em seu conjunto de dados.

O conjunto de dados é equivalente a uma fotografia de cinco pixels de largura tirada com uma câmera superprecisa: a qualidade da imagem é muito boa, mas não mostra muito.

Apesar dessa baixa qualidade de imagem, os autores do estudo disseram à Science que a linha de 3,5 keV ainda deveria aparecer claramente na tela. Como isso não aconteceu, eles concluíram que a linha não está em nossa galáxia. “Como não somos astrônomos de raios X em treinamento, incorporamos métodos estatísticos usados”.

Controvérsia

O diretor do Centro de Cosmologia da Universidade da Califórnia, Kevork Abazajian, especialista na linha de 3,5 keV, disse à Science que usar uma faixa de energia tão estreita quanto o atual estudo é equivalente a escolher os dados que podem levar a um resultado. Não é confiável.

Abazijan observou que existem três fontes de raios X na faixa estreita que os pesquisadores estudaram: átomos de argônio-18 e enxofre-16 no céu e outra fonte que pode vir de dentro de telescópios conhecidos como potássio kα.

Mas o problema mais amplo, ele disse, é que, estudando uma faixa de frequência tão estreita, os pesquisadores simplesmente não conseguem entender o contexto suficientemente bem para subtraí-lo adequadamente.

Apesar do ceticismo, Rodd diz que está razoavelmente convencido de que sua equipe mostrou que a linha de 3,5 keV não é matéria escura de neutrinos estéreis, embora ele tenha dito que isso sugere a questão do que a linha está produzindo nas galáxias em que ele estava. detectado

Parte do problema se deve à baixa qualidade dos dados de raios X atualmente disponíveis, pois os telescópios de hoje não têm a resolução de energia ideal para esse tipo de pesquisa. A solução pode vir do telescópio satélite japonês conhecido como Hitomi, mas perdeu o contato com a Terra logo após seu lançamento em 2016.

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