Cientistas propuseram um modelo de duas componentes para a matéria escura para explicar os seus sinais contraditórios

Разные типы частиц тёмной материи могут создавать уникальные комбинации, что объясняет её «невидимость» в карликовых галактиках

A matéria escura continua a ser um dos maiores enigmas da cosmologia: sabemos que está lá pelos seus efeitos gravitacionais, mas os sinais diretos nem sempre batem certo. Um novo estudo sugere uma explicação simples para essa inconsistência - a matéria escura pode ser composta por dois tipos diferentes de partículas. Isso ajudaria a conciliar resultados contraditórios e, ao mesmo tempo, tornaria ainda mais difícil detetar esta substância misteriosa, que se acredita representar mais de metade de toda a matéria do Universo.

A equipa de investigadores - incluindo cientistas do Fermilab - mostrou que proporções diferentes desses dois tipos de matéria escura podem gerar “assinaturas” observacionais distintas. Essa mistura variável pode ser precisamente o motivo de a matéria escura continuar tão difícil de apanhar. Um exemplo: há radiação gama associada à aniquilação de partículas de matéria escura observada no centro da Via Láctea, mas esse sinal não aparece de forma clara noutras galáxias.

O físico teórico Gordan Krnjaic, do Fermilab, observou: «Se determinadas teorias da matéria escura estiverem corretas, então deveríamos vê-la em cada galáxia, por exemplo, em cada galáxia anã». No entanto, a ausência de sinais em galáxias anãs pode apontar para a existência de dois tipos de partículas de matéria escura que se comportam de modo diferente.

A matéria escura é muitas vezes modelada como partículas que se aniquilam ao contacto, produzindo raios gama de alta energia. No estudo, são propostos dois cenários para a aniquilação: um com probabilidade constante e outro com uma probabilidade que depende da velocidade das partículas. Os dados do centro da Via Láctea encaixam melhor no primeiro cenário, enquanto o “silêncio das galáxias anãs” favorece o segundo.

Krnjaic explicou: «Pressupomos que a matéria escura pode consistir em duas partículas diferentes, e, para a aniquilação acontecer, elas precisam de se encontrar». Assim, a relação entre estas partículas em diferentes regiões determina quão intensa será a aniquilação.

O estudo sublinha ainda que os dados sobre galáxias anãs continuam a ser limitados. Observações adicionais com o Fermi Gamma-Ray Telescope ajudarão a esclarecer se estas galáxias produzem, de facto, emissão gama.