O centro da Via Láctea, onde está localizado o buraco negro supermassivo Sagitário A*, abriga um dos maiores mistérios da astrofísica moderna. Há décadas, os cientistas tentam explicar a enorme quantidade de pósitrons — as antipartículas dos elétrons — que colidem com elétrons e desaparecem em explosões de raios gama.
Agora, uma pesquisa publicada na revista Astronomy & Astrophysics levou esse enigma a um novo nível. Após analisar todo o conjunto de dados obtido pelo telescópio espacial INTEGRAL, da Agência Espacial Europeia (ESA), pesquisadores encontraram indícios de aniquilação de antimatéria fora dos limites da Via Láctea, sugerindo que existe uma quantidade muito maior de pósitrons do que os modelos atuais conseguem explicar.
Sinais surgem além da Via Láctea
Os físicos Thomas Siegert, da Universidade Julius Maximilian de Würzburg, na Alemanha, e Hiroki Yoneda, da Universidade de Kyoto, no Japão, analisaram anos de observações acumuladas pelo INTEGRAL.
Os dados revelaram um sinal consistente da emissão característica de 511 quiloelectron-volts, a assinatura produzida quando um pósitron encontra um elétron e ambos são aniquilados.
A emissão mais intensa foi detectada no chamado Complexo C, uma gigantesca nuvem de hidrogênio que está caindo em direção ao disco da Via Láctea.
Os pesquisadores também identificaram um sinal mais fraco na Corrente de Magalhães, um enorme fluxo de gás associado às Nuvens de Magalhães durante sua órbita ao redor da nossa galáxia.
Como essas regiões não possuem fontes conhecidas capazes de produzir tantos pósitrons, a hipótese mais provável é que essas partículas tenham viajado enormes distâncias antes de serem destruídas.
“Esta pode ser a primeira detecção de aniquilação de pósitrons de origem extragaláctica”, afirmou Thomas Siegert ao site ScienceAlert.
Segundo o pesquisador, isso indicaria que a quantidade total de pósitrons existente na Via Láctea é muito maior do que aquela observada apenas em seu interior.
O mistério da origem dos pósitrons
Para que matéria e antimatéria possam se aniquilar, os pósitrons precisam perder grande parte de sua energia enquanto atravessam o meio interestelar.
O novo estudo sugere que uma parcela significativa dessas partículas consegue escapar do disco galáctico, desacelerar no gás que envolve a galáxia e somente depois colidir com elétrons.
Esse comportamento altera significativamente as estimativas atuais sobre a produção de antimatéria na Via Láctea.
De acordo com os pesquisadores, a taxa de geração pode chegar a cerca de 100 tredecilhões de pósitrons por segundo, um número extremamente difícil de explicar pelos mecanismos conhecidos.
Modelos tradicionais atribuem essa produção a fenômenos como supernovas, estrelas de nêutrons e buracos negros. No entanto, nenhum deles parece suficiente para justificar a quantidade sugerida pelas novas observações.
“Temos o problema de explicar essa enorme quantidade de pósitrons na Via Láctea. Se ela realmente for ainda maior, estaremos ficando sem fontes astrofísicas convencionais capazes de explicá-la”, reconheceu Siegert.
A matéria escura pode entrar na equação
Apesar dos resultados promissores, os autores destacam que ainda é cedo para considerar a descoberta definitiva.
O sinal alcançou significância estatística de 4 sigma, enquanto a comunidade científica normalmente exige 5 sigma para confirmar oficialmente uma descoberta.
Mesmo assim, caso futuras observações confirmem os resultados, será necessário buscar novas explicações para a origem dessa antimatéria.
Uma das possibilidades mencionadas pelos próprios pesquisadores envolve modelos não convencionais de matéria escura.
Segundo Siegert, partículas leves de matéria escura poderiam produzir a quantidade de pósitrons necessária para explicar o fenômeno, embora essa hipótese ainda permaneça altamente especulativa.
A missão COSI poderá resolver o mistério
O próximo grande passo nessa investigação deverá ocorrer em 2027, com o lançamento do COSI (Compton Spectrometer and Imager), novo telescópio espacial da NASA especializado em raios gama.
O observatório terá sensibilidade suficiente para verificar se essas emissões realmente se originam fora do plano galáctico e identificar com muito mais precisão onde os pósitrons são produzidos.
Se os resultados forem confirmados, os cientistas poderão precisar revisar profundamente os modelos atuais sobre a distribuição de matéria e antimatéria no Universo.
Mais do que resolver um antigo mistério da Via Láctea, a descoberta poderá abrir caminho para uma nova compreensão dos processos físicos que moldam a evolução das galáxias e, talvez, oferecer pistas inéditas sobre a natureza da matéria escura.
[ Fonte: National Geographic ]
