As primeiras observações do observatório orbital chinês DAMPE, projetado para pesquisar matéria escura, falam a favor do fato de que a matéria escura pode realmente se decompor nas proximidades da órbita da Terra e no centro da Galáxia, dizem os cientistas em um artigo na revista Nature.
“Esse 'corte' no espectro dos raios cósmicos, que descobrimos, pode indicar a existência de matéria escura. Por outro lado, pode ter se originado de alguma outra fonte dessas partículas. Mais dados são necessários para responder a essa pergunta, e ainda esperamos que o DAMPE opere por pelo menos mais 5 anos”, disse Chang Jin do Observatório Zijinshan em Nanjing, China.
Céus escuros
Por muito tempo, os cientistas acreditaram que o Universo consiste na matéria que vemos e que forma a base de todas as estrelas, buracos negros, nebulosas, aglomerados de poeira e planetas. Mas as primeiras observações da velocidade das estrelas em galáxias próximas mostraram que as estrelas em seus arredores se movem em uma velocidade impossivelmente alta, que era cerca de 10 vezes mais alta do que os cálculos baseados nas massas de todas as estrelas nelas mostravam.
A razão para isso, segundo os cientistas de hoje, foi a chamada matéria escura - uma substância misteriosa, que responde por cerca de 75% da massa da matéria no Universo. Normalmente, cada galáxia tem cerca de 8 a 10 vezes mais matéria escura do que sua prima visível, e essa matéria escura mantém as estrelas no lugar e as impede de se espalharem.
Hoje, quase todos os cientistas estão convencidos da existência da matéria escura, mas suas propriedades, além de sua óbvia influência gravitacional sobre galáxias e aglomerados de galáxias, permanecem um mistério e um assunto de controvérsia entre astrofísicos e cosmologistas. Por muito tempo, os cientistas presumiram que ele fosse composto de partículas superpesadas e "frias" - "fracos" que não se manifestam de nenhuma forma, exceto atraindo aglomerados visíveis de matéria.
Os primeiros vestígios potenciais de matéria escura foram encontrados em 2008 pelo satélite russo Resurs-DK1, cujo detector PAMELA detectou vestígios de um número invulgarmente grande de partículas de antimatéria na órbita da Terra, que, sugeriram os cientistas, podem ter sido geradas pela decomposição desta substância misteriosa.
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Posteriormente, esses dados foram confirmados pelo detector AMS-02 a bordo da ISS, porém, muitos astrofísicos discordam dessa ideia e acreditam que na verdade essa antimatéria seja de origem menos exótica - poderia ter sido gerada por pulsares ou alguma outra fonte distante de raios cósmicos de alta energias.
Este ano, a teoria do "pulsar" foi questionada após a publicação de dados coletados pelo telescópio HAWC de alta altitude, que observa o universo na faixa gama. Isso reavivou o interesse dos físicos em explicações "exóticas" para essa estranha anomalia na órbita da Terra.
Enigmas cosmológicos
O Telescópio Espacial DAMPE, lançado pela China na órbita da Terra em dezembro de 2015, testou essas suposições do outro lado, observando raios cósmicos de ultra-alta energia de origem desconhecida, originados no centro de nossa Galáxia e outros aglomerados de estrelas.
Essa radiação, segundo alguns cosmologistas de hoje, também pode surgir como resultado do decaimento da matéria escura nos pontos onde ela se acumula especialmente muito. Se for este o caso, então os raios cósmicos que emanam do centro da Galáxia terão um espectro de energia especial - o número de partículas mudará inicialmente com relativa lentidão à medida que a energia aumenta, mas ao atingir um certo ponto, irá afundar bruscamente.
Os primeiros indícios da existência deste "penhasco", como notado por Jin, foram encontrados durante as observações no AMS-02, mas este detector não conseguiu rastrear partículas de ultra-alta energia que o DAMPE pode "ver" e os dados dos telescópios terrestres não foram suficientes preciso para dizer com certeza.
Segundo os físicos chineses, os dados coletados pela DAMPE durante seu primeiro ciclo de operação de dezembro de 2015 a junho de 2017 é a primeira evidência definitiva de que esse "penhasco" realmente existe e que está localizado exatamente onde deveria estar de acordo com com as previsões da teoria.
Nos próximos cinco anos, esperam Jin e seus colegas, o DAMPE irá coletar dados sobre outros 10 bilhões de raios cósmicos, o que permitirá aos cientistas reduzir os erros de medição e, finalmente, provar que essa anomalia existe.
Ainda não está claro se surgiu como resultado da decomposição da matéria escura ou de alguns processos menos exóticos. Os físicos esperam que a observação de feixes de ultra-alta energia, cujas energias excedem 10 TeV, nos ajude a entender se eles se originaram durante a decadência da matéria escura ou foram gerados por pulsares ou remanescentes de supernovas.
