O grande mistério do universo está perto de ser resolvido: cientistas japoneses detetam possível matéria negra

No início dos anos 30 do século XX, o astrónomo suíço Fritz Zwicky observou algo intrigante: as galáxias moviam-se tão rapidamente que, de acordo com a sua massa visível, deveriam desintegrar-se. Para explicar esta estabilidade, propôs a existência de uma espécie de “andaime” invisível que as mantinha unidas. Foi assim que nasceu o conceito de matéria negra.

Segundo uma análise recente do Telescópio Espacial de Raios Gama Fermi da NASA, certos raios gama registados no centro da Via Láctea corresponderiam a assinaturas teóricas de aniquilação de partículas de matéria negra.

A investigação foi levada a cabo pelo Professor Tomonori Totani, do Departamento de Astronomia da Universidade de Tóquio, e publicada no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.

O que é a matéria negra e porque é tão difícil de ver?

Desde que foi proposta pela primeira vez, a matéria negra tem escapado a qualquer forma de deteção direta. A sua presença só pode ser inferida a partir dos seus efeitos gravitacionais: sem ela, as galáxias não poderiam manter-se unidas.

A dificuldade em observá-la reside na sua natureza. As partículas que o comporiam não interagem com a força electromagnética: não absorvem, não refletem e não emitem luz. Por isso, permanecem invisíveis aos telescópios convencionais.

Uma das hipóteses mais difundidas é a de que a matéria negra seria composta por WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles), partículas maciças e quase indiferentes ao resto da matéria. Embora raramente interajam, os modelos prevêem que, quando duas WIMPs colidem, se aniquilam e emitem outras partículas, incluindo fotões de raios gama.

A deteção destes raios gama seria a forma mais direta de “ver” a matéria negra.

Um halo de 20 gigaelectrões-volt

Durante anos, os astrónomos têm apontado os seus instrumentos para regiões ricas em matéria escura, especialmente para o centro galáctico, em busca de tais sinais. Agora, Totani acredita ter encontrado o que tantos procuram.

“Detetámos raios gama com uma energia de 20 gigaeletrões-volt, distribuídos numa estrutura semelhante a um halo em direção ao centro da Via Láctea”, explicou o investigador. A forma desta emissão corresponde ao que se espera do halo de matéria escura que envolve a nossa galáxia.

O espetro de energia medido coincide com o previsto para a aniquilação de WIMPs com uma massa equivalente a 500 vezes a de um protão. Além disso, a frequência estimada destas aniquilações está dentro do intervalo teórico.

Totani argumenta que é pouco provável que outros fenómenos astronómicos conhecidos gerem este tipo de sinal, o que reforça a possibilidade de a matéria negra estar envolvida.

"Se isto estiver correto, será a primeira vez que a humanidade ‘vê’ a matéria negra. Significaria também a existência de uma nova partícula fora do modelo padrão da física", afirmou.

Verificação, precaução e próximos passos

Apesar do entusiasmo, Totani sublinha que os seus resultados necessitam de confirmação independente. Outras equipas terão de analisar os dados do telescópio Fermi e verificar se o sinal se mantém sob diferentes métodos de avaliação.

A comunidade científica vai também procurar mais provas noutras regiões com uma elevada concentração de matéria negra. As galáxias anãs que orbitam a Via Láctea são as candidatas ideais: a deteção de raios gama com a mesma energia reforçaria fortemente a hipótese.

De acordo com Totani, isto pode ser conseguido à medida que o telescópio acumula mais dados. Se as observações futuras reproduzirem o mesmo padrão, a descoberta poderá tornar-se um dos marcos mais importantes da astronomia moderna.

Referência da notícia

Tomonori Totani, 20 GeV halo-like excess of the Galactic diffuse emission and implications for dark matter annihilation, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics (2025). On arXiv : DOI: 10.48550/arxiv.2507.07209