Pesquisadores reagem com um misto de entusiasmo e dúvida às descobertas do telescópio
(ISNS) — Um sinal, aparentemente vindo do centro de nossa galáxia, pode ser o indício que os físicos vem esperando longamente da existência da matéria escura, a misteriosa substância que se supõe que representa a massa que falta no universo.
No entanto, no recém-concluído Simpósio Internacional Fermi em Monterey, Califórnia, os pesquisadores também não foram capazes de excluir inteiramente a possibilidade de que um problema no telescópio seja a causa da assinatura de energia inesperada.
Aproximadamente 80% da matéria do universo é invisível e, por décadas, os cientistas tem procurado uma explicação. Em abril os cientistas encontraram pela primeira vez o que poderia ser o “Santo Graal” da astrofísica: um aparente sinal de partículas dessa matéria escura.
Os físicos que examinaram os dados do Telescópio Espacial Fermi de Raios Gama da NASA encontraram um inesperado pico de partículas de luz de alta energia, conhecidas como fótons de raios Gama, vindos do centro da galáxia. Desde então, várias equipes independentes analisaram os dados e ofereceram diferentes explicações, porém ninguém, até agora, foi capaz de afirmar definitivamente se o que estamos vendo é mesmo um sinal da matéria escura, ou algum erro no telescópio.
“Eu estou razoavelmente certo de que não sabemos ainda”, ironizou Eric Charles, físico de Stanford e membro da equipe do Telescópio Fermi telescope. “Nós não temos um bom sinal de calibragem nessas energias”.
O sinal em potencial entusiasmou os astrofísicos porque ele parece se encaixar bem em uma das principais teorias sobre a composição da matéria escura. A maior parte dos físicos pensa que o principal componente da matéria escura seja um tipo de partícula, ainda por descobrir, chamado de “WIMP” (acrônimo de “weakly interacting massive particle” – “partícula maciça de interação fraca” – um trocadilho, já que “wimp” significa “covardão” e a essas partículas se opõem aos “MACHOS” – acrônimo de “Massive astrophysical compact halo object”, “objeto astrofísico maciço de halo compacto” – que seriam o restante da matéria escura). As WIMPS não interagem com a luz, de forma que são completamente invisíveis.
No entanto, uma colisão entre duas WIMPS pode produzir partículas de luz de alta energia. Os cientistas supõem que as partículas de matéria escura possam ser suas próprias antipartículas. De acordo com a teoria, se duas partículas de matéria escura entrarem em contato, elas se aniquilarão e criarão um par de fótons de alta energia, o que pode ser o que o Telescópio Fermi está detectando.
“É exatamente o que seria de se esperar de fótons gerados por matéria escura”, diz Stefano Profumo, um físico de astro-partículas da Universidade da California, Santa Cruz, que escreveu seu próprio relatório independente sobre a pesquisa. “Eu penso que não há outro processo astrofísico [conhecido] que possa imitar o que estamos vendo nos dados”.
Os sinais são sedutores, mas ainda existem muitas questões não respondidas sobre o que eles são ou até mesmo se eles estão realmente lá.
“A resposta é que realmente não sabemos”, diz Dan Hooper do Laboratório Nacional do Acelerador Fermi, em Illinois. Ele se declara inclinado a achar que o que o telescópio está mostrando é o resultado de algum erro ou imperfeição no próprio telescópio. “Eu não tenho certeza de que é uma falha dos instrumentos, mas é o que meus instintos me dizem”.
Os cientistas no simpósio também levantaram questões sobre se o sinal não será devido a um problema ainda desconhecido no telescópio. .
Charles sublinhou o fato de que também se observa um pico de raios gama no mesmo comprimento de onda quando se aponta o telescópio para a borda da Terra, longe do centro da galáxia.
Os raios cósmicos que bombardeiam a atmosfera da Terra produzem uma distribuição predizível e equânime de energia que os cientistas usam para calibrar os instrumentos no Telescópio Fermi. No entanto, um pico inesperado no mesmo nível de energia que o centro da galáxia, continua aparecendo, toda vez que se aponta o telescópio para o horizonte terrestre.
“Isso é preocupante”, argumenta Charles, que acrescenta que isso pode ser um indício de um problema com os instrumentos. O telescópio insiste em medir fótons com uma energia idêntica de 130 bilhões de elétron-volts (130 GeV), mais de 500 milhões de vezes mais energéticos do que um fóton de luz verde. Para aumentar ainda mais a confusão, o sinal não aparece em qualquer outro lugar para onde o telescópio for apontado, a não ser para a borda da Terra e para o centro da Via Láctea.
Outro pesquisador da equipe do Fermi da NASA, Andrea Albert da Universidade do Estado de Ohio, reprocessou os dados, introduzindo uma correção para possíveis danos por radiação ao telescópio, e descobriu que a linha se deslocou ligeiramente e ficou menos intensa. Sua significância estatística foi reduzida e o pico que era na faixa de 130 GeV, passou a ser na faixa de 135 GeV.
“Não está completamente descartado ainda”, disse Albert. “Nós realmente temos razões para estarmos suspeitosos e e se realmente se trata de uma linha de matéria escura”.
O aparente ponto de origem do sinal também foi alvo de extenso escrutínio. A gravidade deveria puxar a matéria escura para o centro da galáxia; no entanto, o sinal parece estar vindo de um ponto a alguns graus de distância do centro.
Kanishka Rao, um físico da Universidade da California, Irvine, defendeu o caso a favor da matéria escura, calculando que ainda há uma chance de 20% de que o sinal venha mesmo do centro da galáxia.
“É estatisticamente consistente que, mesmo que se tenha um halo de matéria escura no cento, ainda assim se possa ver um sinal deseixado do centro, já que há tão poucos fótons”, argumentou Rao.
Sua equipe também encontrou indícios nos dados de um segundo e mais difuso pico, vindo do centro da galáxia. Segundo ele, esse segundo sinal, na faixa dos 110 GeV, também seria consistente com uma descoberta de matéria escura. Se duas WIMPs colidirem, existe uma chance de ocorrer igualmente uma colisão com uma terceira partícula, um bóson Z, o que roubaria um pouco da energia de um dos dois fótons.
Os cientistas já começaram a trabalhas em novos meios para verificar se os sinais realmente estão lá. O Fermi já está coletando mais dados e estes devem ser processados e divulgados em algum ponto do ano que vem. Além disso o Telescópio Estereoscópico de Alta Energia na Namibia deve varrer a mesma região do céu em 2013.
Mike Lucibella é um contribuidor do Inside Science News Service.
