A galáxia anã recém-descoberto em órbita nossa Via Láctea tem oferecido uma surpresa - ele parece estar irradiando raios gama, de acordo com uma análise por físicos da Carnegie Mellon, Brown, e as universidades de Cambridge. A origem exata desta luz de alta energia é incerto neste momento, mas ele só poderia ser um sinal de matéria escura à espreita no centro da galáxia.
"Alguma coisa no sentido de esta galáxia anã está emitindo raios gama", disse Alex Geringer-Sameth, um associado de pesquisa de pós-doutorado no Departamento de Física da CMU e principal autor do papel. "Não há nenhuma razão convencional esta galáxia deve estar emitindo raios gama, por isso é potencialmente um sinal de matéria escura."
Crédito da imagem: NASA / DOE / Fermi LAT-Colaboração / Geringer-Sameth & Walker / Carnegie Mellon University / Koushiappas / Brown University
A galáxia, chamada Reticulum 2, foi descoberto no início deste ano em os dados do Dark Energy Survey, um experimento que mapeia o céu do sul para entender a expansão acelerada do universo. Em cerca de 98 mil anos-luz da Terra, Reticulum 2 é uma das galáxias anãs mais próximas ainda detectados. Usando dados publicamente disponíveis a partir da NASA Telescópio Fermi Gamma-ray espaço, da CMU Geringer-Sameth e Matthew Walker e do Brown Savvas Koushiappas mostraram raios gama vindos da direção da galáxia em excesso do que seria de esperar de fundo normal.
"Na busca de matéria escura, raios gama de uma galáxia anã muito tempo têm sido considerados uma assinatura muito forte", disse Koushiappas, professor assistente de física na Brown. "Parece que agora podemos estar a detectar tal coisa pela primeira vez."
Um artigo descrevendo a análise foi publicada 17 de agosto de 2015, na revista Physical Review Letters. Os pesquisadores alertam que, embora esses resultados preliminares são emocionantes, há mais trabalho a ser feito para confirmar a origem matéria escura.
Ninguém sabe exatamente o que é a matéria escura, mas pensa-se que representam cerca de 80 por cento da matéria no universo.Os cientistas sabem que a matéria escura existe, pois exerce efeitos gravitacionais na matéria visível, o que explica a rotação observada de galáxias e aglomerados de galáxias, bem como flutuações na radiação cósmica de fundo.
"A detecção gravitacional da matéria escura lhe diz muito pouco sobre o comportamento das partículas da matéria escura", disse Matthew Walker, professor assistente de física e um membro da McWilliams Center da CMU para Cosmologia. "Mas agora nós podemos ter uma detecção não-gravitacional que mostra a matéria escura se comportar como uma partícula, que é um santo graal das sortes."
A principal teoria sugere que partículas de matéria escura são WIMPs - interação fraca Partículas maciças. Quando pares de WIMPs se encontram, elas se aniquilam mutuamente, emitindo raios gama de alta energia. Se isso for verdade, então não deve haver um monte de raios gama provenientes de locais onde WIMPs são pensados para ser abundante, como os centros densos de galáxias. O problema é que os raios de alta energia também são originárias de muitas outras fontes, incluindo buracos negros e os pulsares, o que torna difícil de desembaraçar um sinal de matéria escura do ruído de fundo.
É por isso que as galáxias anãs são importantes na caça para a partícula de matéria escura. Anões são pensados para carecem de outras fontes de raios gama produtoras, portanto, um fluxo de raios gama de uma galáxia anã faria um caso muito forte para a matéria escura.
"Eles são basicamente sistemas muito limpo e tranquilo", disse Koushiappas.
Os cientistas têm estado a olhar para eles para sinais de raios gama para os últimos vários anos usando o Telescópio Espacial Fermi Gamma-ray, da Nasa. Nunca houve um sinal convincente até agora.
Ao longo dos últimos anos Geringer-Sameth, Koushiappas, e Walker tem vindo a desenvolver uma técnica de análise que procura por sinais fracos nos dados de raios gama que pode ser devido a aniquilação de matéria escura. Com a descoberta de Reticulum 2, Geringer-Sameth voltou sua atenção para a parte do céu. Ele olhou para todos os raios gama provenientes da direcção do Galaxy anão, bem como os raios gama provenientes de áreas adjacentes do céu para fornecer um nível de fundo.
"Não me parece ser um excesso de raios gama, acima do que seria de esperar de processos de fundo normais, vindo da direção desta galáxia", disse Geringer-Sameth. "Dada a maneira que nós pensamos que entendemos como os raios gama são gerados nesta região do céu, não parece que esses processos podem explicar este sinal."
Um estudo mais aprofundado dos atributos desta galáxia anã poderia revelar fontes ocultas que podem ser emissores de raios gama, mas os pesquisadores estão cautelosamente otimistas.
"O fato de que há raios gama e também um aglomerado de matéria escura na mesma direção torna bastante interessante", disse Walker.
O Galaxy diário via Universidade Brown
Crédito da imagem: NASA / DOE / Fermi LAT-Colaboração / Geringer-Sameth & Walker / Carnegie Mellon University / Koushiappas / Brown University
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