Dois dos objetos mais escuros no Universo podem estar produzindo luz invisível (radiação). Quando jatos liberados pelo buraco negro supermaciço existente no centro de uma galáxia colidem com matéria escura, eles podem produzir raios gama detectáveis na Terra, evidência indireta da existência da tão falada matéria escura.
© NASA (galáxia Centauro A)
Os jatos de partículas são liberados de buracos negros a velocidades próximas a da luz. Eles estariam relacionados a pedaços de matéria escura que teriam caído no buraco negro.
O pesquisador Stefano Profumo, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, e sua equipe calcularam como elétrons em um desses jatos interagiriam com a matéria escura circundante.
Eles focaram especificamente nos tipos de partículas de matéria escura previstas por duas grandes teorias: a superssimetria, que propõe que cada partícula ordinária possui um parceiro, e outra teoria que assume a existência de uma quarta dimensão no Universo.
A equipe descobriu que, em vez de simplesmente se chocarem, alguns dos elétrons e das partículas de matéria escura poderiam se fundir, transformando-se em uma única versão superssimétrica ou quadridimensional do elétron. Essa partícula seria pesada; a maioria da energia cinética do elétron (energia de movimento) seria usada na criação da nova partícula. Consequentemente, essa partícula ficaria quase parada.
Se a partícula decaísse de volta para a forma de um elétron e de uma partícula de matéria escura, o elétron liberaria raios gama. Ao contrário de uma partícula que se move rapidamente, como as dos jatos, essa partícula quase parada emitiria raios gama que poderiam viajar em qualquer direção. Isso potencialmente as tornaria mais fáceis de distinguir da montanha de fótons presentes no jato, diz o colaborador Mikhail Gorshteyn, da Universidade de Indiana, em Bloomington.
A ideia de que partículas de um buraco negro poderiam interagir com matéria escura para produzir raios gama já havia sido proposta, mas o estudo anterior sugeria que os raios seriam muito fracos para serem detectados na Terra.
Profumo e sua equipe, no entanto, descobriu que numa faixa estreita de energia dos elétrons, quase todos os elétrons colidindo com matéria escura irão se converter em uma versão superssimétrica ou quadridimensional. Esse efeito de "ressonância" produziria raios gama que poderiam ser detectados por telescópios orbitais, como o Telescópio Espacial Fermi, da Nasa (agência espacial americana).
A equipe calcula que o efeito poderia explicar as frequências de raios gama medidas pelo telescópio Fermi oriundas do buraco negro no centro da galáxia Centaurus A. Mas o espectro de frequência de raios gama de outra galáxia, Messier 87, não bate com seus cálculos. A massa do buraco negro central e raio de Schwarzschild na M87 é aproximadamente 100 vezes maior que a da Centaurus A.
"É preciso considerar esses resultados como muito prematuros", diz Lars Bergstrom, da Universidade de Estocolmo, na Suécia. Contudo, ele acrescenta que diferenças na distribuição da matéria escura nas duas galáxias pode explicar a discrepância.
Fonte: New Scientist
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