Nova virada na história da matéria escura

Nova virada na história da matéria escura

O repensar inovador das informações de raios X dos aglomerados galácticos ajudará a esclarecer a natureza da matéria escura. Para tanto, foram utilizados o observatório de raios-X Chandra, XMM-Newton e Hitomi. Se os seus dados forem confirmados por observações futuras, então seremos capazes de entender a misteriosa substância invisível que preenche 85% da matéria do Universo.

O estudo começou em 2014, quando os astrônomos registraram uma onda de intensidade com energia extremamente específica no aglomerado galáctico Perseus. Esta linha de emissão tem uma energia de 3,5 keV. Essa intensidade era difícil de explicar em termos de objetos familiares, portanto, eles sugeriram a existência de matéria escura. Mais tarde, outros 73 aglomerados galácticos foram investigados e os mesmos resultados foram encontrados. Após 2 semanas, outra equipe de cientistas chegou à mesma conclusão.

Uma rápida olhada no Perseus Cluster

Mas esses dois resultados permaneceram controversos: alguém encontrou a linha de 3,5 keV, enquanto outros não. O debate terminou em 2016 com o advento da Hitomi, projetado para procurar por tais características. Então este telescópio não conseguiu encontrar a linha de 3,5 keV em Persey. Mas aqui a história faz uma curva acentuada.

Alguns estudiosos notaram que a imagem de Hitomi era muito mais bizarra do que Chandra mostrava. Descobriu-se que os dados de Perseus são representados por uma mistura de sinais de raios X de duas fontes: o componente difuso do gás quente que engolfou o centro galáctico e os raios X perto do buraco negro supermassivo. Ao usar o Chandra, foi possível separar essas fontes e revelar um excesso de raios X a 3,5 keV. Daí a necessidade de explicar esse comportamento: a detecção da absorção de raios X no levantamento de um buraco negro e a emissão de raios com a mesma energia, mas já no levantamento de gás quente.

Os dados mais recentes mostram que a absorção de raios X a 3,5 keV é detectada na região ao redor do buraco negro no centro de Perseus. Isso significa que as partículas de matéria escura no aglomerado absorvem e liberam a radiação. Se o novo modelo for verdadeiro, um dia ajudará a determinar a verdadeira natureza da matéria escura.

Esse comportamento é familiar aos cientistas que estudam estrelas e nuvens de gás usando telescópios ópticos. A luz das estrelas exibe frequentemente linhas de absorção. A absorção remove átomos do estado de baixa a alta energia. Um átomo rapidamente vai para baixa energia e libera luz. Se seguirmos apenas a nuvem na direção da estrela, somente uma luz fluorescente será encontrada.

Os pesquisadores acreditam que partículas de matéria escura podem se comportar como átomos com dois estados de energia separados por 3,5 keV. Para aprender novos detalhes, os cientistas terão que continuar a observar o aglomerado de Perseu e similares.

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