Sabemos que a matéria escura existe principalmente pelos efeitos gravitacionais que exerce sobre estrelas, galáxias e grandes estruturas do Universo. O problema é que ninguém conseguiu descobrir diretamente do que ela é feita.
Ela não emite luz nem qualquer outra radiação eletromagnética detectável pelos instrumentos convencionais. Por isso, encontrar uma maneira de observar seus possíveis efeitos sobre a matéria comum tornou-se uma das maiores prioridades da física moderna.
Uma possibilidade surpreendente pode estar bem diante de nós: usar planetas gigantes como Júpiter e Saturno como verdadeiros laboratórios cósmicos.
O grande mistério da matéria escura
Diferentes teorias tentam explicar a composição da matéria escura.
Uma delas envolve a supersimetria, modelo que propõe que cada partícula fundamental conhecida poderia possuir uma espécie de parceira ainda desconhecida. Algumas dessas partículas hipotéticas poderiam apresentar características compatíveis com aquilo que esperamos da matéria escura.
Até agora, porém, nenhuma delas foi detectada.
Os cientistas também investigam como a matéria escura pode ter influenciado a formação das estruturas do Universo. Existem, por exemplo, hipóteses segundo as quais ela poderia desempenhar algum papel na formação e evolução dos enormes buracos negros encontrados nos centros das galáxias.
Ainda assim, a pergunta fundamental permanece: como detectar algo que praticamente não interage com a luz?
Júpiter e Saturno podem oferecer uma resposta
A ideia de utilizar planetas gigantes como detectores naturais não é exatamente nova.
Em 1992, os físicos japoneses M. Kawasaki, H. Murayama e T. Yanagida publicaram um estudo investigando se partículas de matéria escura com determinadas propriedades poderiam fornecer uma fonte adicional de calor para Júpiter.
O princípio é relativamente simples.
Planetas como Júpiter e Saturno possuem enormes massas e campos gravitacionais capazes de capturar partículas que atravessem suas regiões.
Dependendo da natureza da matéria escura, essas partículas poderiam se acumular no interior ou nas atmosferas dos planetas e eventualmente produzir sinais detectáveis.
Décadas depois, essa possibilidade continua sendo investigada.
Cientistas procuram um brilho ultravioleta misterioso
Carlos Blanco, pesquisador da Universidade de Princeton, e sua equipe realizaram uma das análises mais rigorosas até agora utilizando essa abordagem.
Os pesquisadores procuraram sinais de que a interação da matéria escura poderia contribuir para o brilho ultravioleta observado nas atmosferas de planetas gigantes.
A hipótese considera determinados modelos nos quais partículas de matéria escura poderiam se aniquilar entre si depois de serem capturadas pelo planeta.
A energia liberada nesse processo poderia ionizar moléculas de hidrogênio presentes na atmosfera.
O resultado seria uma emissão adicional de luz ultravioleta.
Em outras palavras, os cientistas procuram um brilho que não consiga ser explicado completamente por fenômenos conhecidos.
Dados de sondas espaciais viraram detectores de matéria escura
Para testar essa possibilidade, a equipe analisou observações realizadas anteriormente por sondas espaciais.
Os dados incluem medições das atmosferas de Júpiter, Saturno, Urano e Netuno.
O objetivo foi procurar excessos de radiação ultravioleta que não pudessem ser atribuídos facilmente a mecanismos convencionais, como a interação com partículas energéticas e raios cósmicos.
Os pesquisadores não encontraram a aguardada prova definitiva da matéria escura.
Mas isso não significa que o experimento tenha fracassado.
A ausência de determinados sinais permite eliminar ou restringir algumas possibilidades sobre as propriedades que as partículas de matéria escura poderiam possuir.
Assim, cada resultado reduz gradualmente o território no qual esse componente misterioso do Universo pode estar escondido.
Planetas podem complementar detectores construídos na Terra
Atualmente, alguns dos experimentos mais sensíveis para procurar matéria escura ficam instalados profundamente no subsolo.
Esses laboratórios tentam proteger seus detectores de partículas provenientes de outras fontes para identificar possíveis interações extremamente raras com matéria escura.
Os planetas gigantes oferecem uma estratégia completamente diferente.
Em vez de construir um detector relativamente pequeno e extremamente protegido, podemos aproveitar objetos com massas colossais que estão capturando partículas cósmicas há bilhões de anos.
Júpiter, por exemplo, possui mais de 300 vezes a massa da Terra.
Isso transforma esses mundos em enormes laboratórios naturais capazes de complementar os experimentos realizados em nosso planeta.
Exoplanetas podem ser os próximos detectores
A estratégia pode ficar ainda mais interessante quando aplicada a planetas fora do Sistema Solar.
Futuros telescópios especializados em observações ultravioleta poderão analisar atmosferas de exoplanetas gigantes com precisão muito maior.
Alguns desses mundos podem estar localizados em regiões com concentrações mais elevadas de matéria escura, aumentando potencialmente as chances de detectar seus efeitos.
Por enquanto, ninguém encontrou uma assinatura que possa ser considerada uma detecção direta.
Mas a pesquisa mostra que talvez não seja necessário construir todos os detectores de matéria escura.
Alguns deles já existem há bilhões de anos.
Júpiter, Saturno e milhares de gigantes espalhados pela galáxia podem estar registrando silenciosamente pistas sobre uma das substâncias mais misteriosas do Universo. Falta apenas aprender a interpretar corretamente os sinais que eles nos enviam.
[ Fonte: Xataka ]
