Novo formato descoberto para matéria escura pode resolver mistérios de décadas

Um novo estudo sugere que dois fenômenos misteriosos no centro da Via Láctea podem ter uma origem comum: uma forma pouco explorada de matéria escura, conhecida como matéria escura leve. As descobertas dos pesquisadores foram apresentadas em um artigo publicado em março no periódico Physical Review Letters. O que são matéria escura e energia escura? Matéria escura é feita de buracos negros primordiais? Eis como podemos descobrir Matéria escura distorce luz antiga do Big Bang e confirma teoria de Einstein Um dos fenômenos analisados foi a alta taxa de ionização da chamada Zona Molecular Central (CMZ) da nossa galáxia. O outro foco da pesquisa foi a detecção de um misterioso brilho em raios gama, com energia de 511 quilo-eletronvolts (keV), também observado na CMZ. Análise de partículas leves A pesquisa partiu da hipótese de que as chamadas “partículas de matéria escura sub-GeV” (com energia inferior a 1 giga elétron-volt) poderiam ser muito leves, com massas de apenas alguns milhões de elétron-volts, significativamente menores que a de um próton, por exemplo. -Entre no Canal do WhatsApp do Canaltech e fique por dentro das últimas notícias sobre tecnologia, lançamentos, dicas e tutoriais incríveis.- “Essas partículas de matéria escura podem interagir com suas antipartículas (partículas idênticas, mas com carga oposta). Em nosso trabalho, estudamos o que aconteceria se essas partículas leves entrassem em contato com suas antipartículas no centro galáctico e se aniquilassem mutuamente, produzindo elétrons e pósitrons”, explicou Shyam Balaji, cientista do King’s College London. As análises indicaram que, ao interagirem com o gás denso da CMZ, essas partículas depositam sua energia localmente. Isso pode explicar tanto a produção de elétrons e pósitrons (o pósitron é a antipartícula do elétron) quanto as elevadas taxas de ionização observadas na região. Matéria escura leve pode explicar a alta ionização da CMZ e a emissão de raios gama na Via Láctea (Imagem: Tom Abel & Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH) A produção dos raios-gama Os pesquisadores concluíram que, se a matéria escura estiver gerando pósitrons no centro da galáxia, essas partículas acabam colidindo com elétrons do ambiente. O resultado dessa aniquilação é a liberação de radiação gama com energia de 511 keV — possivelmente, a peça que faltava para conectar a intensa ionização ao brilho enigmático detectado na CMZ. “Descobrimos que, embora a matéria escura possa explicar a ionização, ela também pode ser capaz de reproduzir parte da radiação de 511 keV. Essa descoberta surpreendente sugere que os dois sinais podem se originar da mesma fonte: a matéria escura leve”, destacou Balaji. As conclusões do estudo indicam que o centro da Via Láctea pode ser uma fonte promissora para investigar a natureza da matéria escura, especialmente em sua forma leve, que é difícil de ser detectada por experimentos convencionais em laboratório. Leia também: A busca por matéria escura no laboratório mais profundo do mundo Rochas antigas podem confirmar existência de matéria escura Cientistas questionam ligação entre matéria escura e formação de estrelas VÍDEO | CURIOSIDADES SOBRE A LUA Leia a matéria no Canaltech.

Mai 12, 2025 - 16:49

Novo formato descoberto para matéria escura pode resolver mistérios de décadas

Um novo estudo sugere que dois fenômenos misteriosos no centro da Via Láctea podem ter uma origem comum: uma forma pouco explorada de matéria escura, conhecida como matéria escura leve. As descobertas dos pesquisadores foram apresentadas em um artigo publicado em março no periódico Physical Review Letters.

Um dos fenômenos analisados foi a alta taxa de ionização da chamada Zona Molecular Central (CMZ) da nossa galáxia. O outro foco da pesquisa foi a detecção de um misterioso brilho em raios gama, com energia de 511 quilo-eletronvolts (keV), também observado na CMZ.

Análise de partículas leves

A pesquisa partiu da hipótese de que as chamadas “partículas de matéria escura sub-GeV” (com energia inferior a 1 giga elétron-volt) poderiam ser muito leves, com massas de apenas alguns milhões de elétron-volts, significativamente menores que a de um próton, por exemplo.

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“Essas partículas de matéria escura podem interagir com suas antipartículas (partículas idênticas, mas com carga oposta). Em nosso trabalho, estudamos o que aconteceria se essas partículas leves entrassem em contato com suas antipartículas no centro galáctico e se aniquilassem mutuamente, produzindo elétrons e pósitrons”, explicou Shyam Balaji, cientista do King’s College London.

As análises indicaram que, ao interagirem com o gás denso da CMZ, essas partículas depositam sua energia localmente. Isso pode explicar tanto a produção de elétrons e pósitrons (o pósitron é a antipartícula do elétron) quanto as elevadas taxas de ionização observadas na região.

Imagem do mapa de matéria escura — Matéria escura leve pode explicar a alta ionização da CMZ e a emissão de raios gama na Via Láctea (Imagem: Tom Abel & Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH)

A produção dos raios-gama

Os pesquisadores concluíram que, se a matéria escura estiver gerando pósitrons no centro da galáxia, essas partículas acabam colidindo com elétrons do ambiente. O resultado dessa aniquilação é a liberação de radiação gama com energia de 511 keV — possivelmente, a peça que faltava para conectar a intensa ionização ao brilho enigmático detectado na CMZ.

“Descobrimos que, embora a matéria escura possa explicar a ionização, ela também pode ser capaz de reproduzir parte da radiação de 511 keV. Essa descoberta surpreendente sugere que os dois sinais podem se originar da mesma fonte: a matéria escura leve”, destacou Balaji.

As conclusões do estudo indicam que o centro da Via Láctea pode ser uma fonte promissora para investigar a natureza da matéria escura, especialmente em sua forma leve, que é difícil de ser detectada por experimentos convencionais em laboratório.

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