Seriam os raios-x um sinal de matéria escura?

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Por Andrew Grant
Publicado na Science News

O telescópio XMM-Newton (ESA) gastou vários dias procurando por um brilho específico de raios-X vindo da galáxia anã Draco, mas nenhum sinal foi encontrado, reportaram dois astrofísicos da Universidade da Califórnia em Santa Cruz no dia 7 de dezembro no arXiv.org. Encontrar tal brilho teria oferecido uma pista convincente para a identidade da matéria escura, o material invisível e inerte que compõe mais de 80% da matéria do universo. Os autores do estudo dizem que a ausência de raios-X em Draco, um dos objetos mais dominados pela matéria escura conhecido, significa que cientistas haviam detectado previamente emissões de raios-X de átomos interestelares em vez de matéria escura.

Nem todos concordam com a conclusão do estudo, incluindo uma outra equipe de cientistas que autorizou a longa observação de Draco e está revisando os mesmos dados. Esses cientistas, que ainda não publicaram suas análises, dizem que não se pode desconsiderar a possibilidade de que a matéria escura produza os raios-X que foram vistos emanando de outros objetos cósmicos.

Cientistas sabem que a matéria escura permeia o cosmos, pois, entre outras evidências, as regiões exteriores de galáxias giram mais rapidamente do que deveriam baseado na distribuição das estrelas e do gás delas. Em uma tentativa de identificar as partículas que compõe a matéria escura, alguns cientistas analisam imagens de regiões permeadas por ela como aglomerados de galáxias e galáxias anãs em busca de raios gama, raios-X ou outros sinais inesperados. A esperança deles é de que as partículas da matéria escura emitam radiações observáveis quando decaem ou colidem umas com as outras (SN Online: 11/4/14).

Alguns cientistas sinalizaram um sinal promissor em fevereiro de 2014: explosões de raios-X com uma energia de cerca de 3.500 elétron volts que apareceram consistentemente em um conjunto de 73 aglomerados de galáxias. Outros grupos logo encontraram raios-X emitidos do aglomerado de galáxias de Perseu, de Andrômeda e do centro da Via Láctea também.

Teóricos rapidamente apontaram que a matéria escura na forma de uma partícula proposta chamada de “neutrino estéril” poderia decair e emitir essa radiação. “Foi muito emocionante”, diz Stefano Profumo, um autor do novo artigor. “Tivemos um sinal que coincidia com o candidato previsto para a matéria escura”.

Porém, a matéria escura não é a única forma de explicar raios-X. Profumo e outros argumentaram que estudos iniciais subestimaram um tipo de matéria não-escura – átomos de potássio – que também podem emitir raios-X de 3.500 eV em nuvens de gás galácticas. Para resolver essa questão, uma equipe liderada por Alexey Boyarsky, físico de partículas na Universidade de Leida na Holanda, apontou do telescópio espacial XMM-Newton para Draco. A galáxia anã, localizada a cerca de 2.700 anos luz, contém muita matéria escura, mas quase nenhum gás que contenha potássio.

Para o novo estudo, Profumo e sua colega Tesla Jeltena, que não fazem parte da equipe de Boyarsky, analisaram os dados públicos disponíveis do XMM-Newton e uma observação anterior de Draco. Eles não encontraram evidências de que a galáxia irradia raios-X de 3.500eV. Profumo diz que os raios-X em outros aglomerados de galáxias podem não ter vindo do decaimento da matéria escura.

Boyarsky concorda que não há nenhum sinal forte vindo de Draco. Mas ele diz que não está convencido de que os dados excluem a possibilidade de que a matéria escura decaia em raios-X. Ele espera compartilhar mais análises cuidadosas abrangendo mais dados do telescópio dentro das próximas semanas.

Esra Bulbul, astrofísica do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics que está trabalhando com Boyarsky, diz que os novos dados podem abalar a ideia de que a matéria escura é composta por neutrinos estéreis. Mas ela diz que outros tipos de partículas de matéria escura poderiam produzir emissões fracas de raios-X que podem explicar as observações de Draco. “Draco é uma boa pista, mas tenho medo de não ser conclusivo suficiente para avaliar a origem da matérias escura”, ela diz. “Nós vimos o sinal em muitos aglomerados”.

Bulbul espera diminuir a lista de potenciais emissores de raios-X no próximo ano após o lançamento do ASTRO-H. O novo telescópio será capaz de separar a contribuição de átomos de potássio do resto dos sinais de raios-X, ela diz.

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