Aniquilação da matéria escura no centro da Via Láctea

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A maior parte do universo é um mistério completo e total. O problema é que a matéria escura só interage com a matéria regular pela gravidade (e talvez pela força nuclear fraca). Não brilha, não emite calor ou ondas de rádio e passa através da matéria regular como se não estivesse lá. Mas quando a matéria escura é destruída, pode dar aos astrônomos as pistas que estão procurando.

Os pesquisadores teorizaram que uma maneira produtiva de procurar matéria escura pode não ser pesquisá-la diretamente, mas procurar as partículas e a energia resultantes que são emitidas quando são destruídas. No ambiente ao redor do centro de nossa galáxia, a matéria escura pode ser densa o suficiente para que as partículas colidam regularmente, liberando uma cascata de energia e outras partículas; que pode ser detectado.

E essa teoria pode ajudar a explicar um resultado estranho coletado pela sonda de anisotropia de microondas de Wilkinson (WMAP), uma nave espacial da NASA que está mapeando a temperatura da radiação de fundo de microondas por radiação cósmica (CMBR). Essa radiação de fundo deveria ser mais ou menos uniforme em todo o céu. Mas, por alguma razão, o satélite gerou um excesso de emissão de microondas em torno do centro de nossa galáxia.

Talvez essa radiação de microondas seja o brilho de toda a matéria escura sendo aniquilada.

Esta conclusão foi alcançada por uma equipe de astrônomos americanos: Dan Hooper, Douglas P. Finkbeiner e Gregory Dobler. O trabalho deles é publicado em um novo trabalho de pesquisa chamado Evidências de aniquilações da matéria escura no embaçamento do WMAP.

O excesso de radiação de microondas em torno de nosso centro galáctico é conhecido como WMAP Haze, e originalmente se pensava serem as emissões de gás quente. Os astrônomos começaram a tentar confirmar essa teoria, mas observações em outros comprimentos de onda não conseguiram encontrar nenhuma evidência.

Segundo os pesquisadores, a névoa de microondas pode ser explicada pela aniquilação de partículas de matéria escura, como a interação entre matéria e antimatéria. À medida que as partículas de matéria escura colidem, elas podem emitir qualquer número de partículas detectáveis ​​e radiação, incluindo raios gama, elétrons, pósitrons, prótons, antiprótons e neutrinos.

O tamanho, a forma e a distribuição da névoa correspondem à região central da nossa galáxia, que também deve ter uma alta concentração de matéria escura. E se as partículas de matéria escura estiverem dentro de um certo intervalo de massa - 100 a 1000s vezes a massa de um próton - elas poderão liberar uma torrente de elétrons e pósitrons que combinam perfeitamente com a névoa de microondas.

De fato, seus cálculos correspondem exatamente a um dos mais atraentes candidatos a partículas de matéria escura: o hipotético neutralino, previsto em modelos de supersimetria. Quando aniquilados, eles produziriam quarks pesados, bósons de medição ou o bóson de Higgs, e teriam o tamanho certo de massa e partícula para produzir a névoa de microondas observada pelo WMAP.

Uma das previsões feitas neste artigo é para o próximo Telescópio Espacial de Área Grande (GLAST), com lançamento em dezembro de 2007. Se estiverem corretos, o GLAST poderá detectar um brilho de raios gama vindo do Galactic Center, combinando com a névoa de microondas, e até colocou um limite superior da massa de partículas de matéria escura. A próxima missão da ESA Planck dará uma visão ainda mais precisa da neblina de microondas, fornecendo melhores dados.

Ainda pode ser misterioso, mas a matéria escura está revelando seus segredos lenta mas seguramente.

Fonte original: Arxiv (PDF)

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