Os cientistas estão a intensificar a procura de matéria escura, a substância invisível que constitui 85% da massa do Universo, através da análise das emissões de energia de enormes aglomerados de galáxias. O objetivo é detectar assinaturas fracas de partículas de matéria escura em decomposição, revelando potencialmente a sua verdadeira natureza. Esta pesquisa não trata apenas de identificar uma peça que falta no cosmos; trata-se de testar teorias fundamentais da física de partículas e compreender como as estruturas em grande escala do universo se formaram.
O Desafio da Matéria Invisível
A matéria escura continua sendo um dos maiores mistérios da cosmologia moderna. Ao contrário da matéria comum, ela não interage com a luz, tornando-a invisível aos telescópios. Isto levou os físicos a propor uma gama de partículas exóticas para além do modelo padrão – partículas que podem decair ao longo de milhares de milhões de anos, libertando energia no processo. Se essas partículas decaírem, as emissões resultantes poderão ser detectáveis como raios X, raios gama ou mesmo fluxos de neutrinos indescritíveis.
Novas ferramentas para uma caçada antiga
As tentativas anteriores de encontrar essas assinaturas de decaimento basearam-se em detectores mais antigos com precisão limitada. No entanto, a missão de imagem e espectroscopia de raios X da NASA (XRISM) oferece uma nova vantagem: espectroscopia de alta resolução de energia. Isto permite aos cientistas distinguir entre emissões atómicas conhecidas e linhas potencialmente ténues e não identificadas que podem indicar a decomposição da matéria escura. Ao combinar três meses de dados XRISM, os investigadores estão agora a refinar a procura destes sinais reveladores dentro de enxames de galáxias, que são ricos em matéria escura e bem compreendidos em termos da sua distribuição de massa.
Neutrinos estéreis como principais suspeitos
Um dos principais candidatos à matéria escura é o “neutrino estéril”, uma partícula hipotética que interage com a matéria apenas através da gravidade. Ao contrário dos três tipos de neutrinos conhecidos, os neutrinos estéreis podem decair em fótons, produzindo uma assinatura detectável de raios-X. O estudo atual fornece as restrições mais fortes até o momento sobre o decaimento de neutrinos estéreis na faixa de 5 a 30 quiloelétron-volts. Embora ainda estejam atrás das Partículas Massivas de Interação Fraca (WIMPs) em termos de popularidade, os neutrinos estéreis e outros candidatos alternativos à matéria escura estão ganhando atenção à medida que os experimentos continuam a não encontrar nenhuma evidência de WIMPs.
O futuro da detecção de matéria escura
A busca pela decomposição da matéria escura está longe de terminar. Os cientistas planeiam continuar a analisar os dados do XRISM durante os próximos 5 a 10 anos, na esperança de confirmar a existência de partículas em decomposição ou refinar ainda mais os limites das suas propriedades. As apostas são altas; se detectado, isto não só revelaria a natureza da matéria escura, mas também abriria novos caminhos para a compreensão dos componentes ocultos do universo e da sua evolução.
A procura do decaimento da matéria escura é uma prova do método científico, onde mesmo a ausência de provas pode ser valiosa para refinar teorias e estreitar as possibilidades.
