Matéria escura pode explicar mistérios de ionização e raios gama na Via Láctea

Astrônomos têm investigado fenômenos enigmáticos no centro da Via Láctea, como a elevada ionização do gás na zona molecular central e a emissão de raios gama a 511 keV. Um novo estudo sugere que esses eventos podem estar interligados à matéria escura leve, oferecendo novas pistas sobre sua natureza.

A zona molecular central (CMZ) da Via Láctea, que se estende por quase 700 anos-luz, apresenta uma ionização surpreendentemente alta. Isso significa que as moléculas de hidrogênio estão sendo fragmentadas em partículas carregadas a uma taxa maior do que o esperado. Embora fontes como raios cósmicos e luz estelar possam contribuir, não explicam totalmente os níveis observados.

A emissão de raios gama a 511 keV, detectada pela primeira vez na década de 1970, também carece de uma fonte clara. Candidatos como supernovas e buracos negros foram considerados, mas não conseguem explicar o padrão ou a intensidade da emissão. O novo estudo, publicado no periódico Physical Review Letters, propõe que ambos os fenômenos podem ser causados por uma forma de matéria escura leve, com massas de apenas alguns milhões de elétron-volts.

Pesquisadores analisaram como partículas de matéria escura poderiam interagir com suas antipartículas no centro galáctico, resultando na produção de elétrons e pósitrons. Esse processo poderia explicar a ionização observada na CMZ, onde as partículas de baixa energia perderiam energia rapidamente, ionizando as moléculas de hidrogênio ao redor.

Se a matéria escura estiver de fato gerando pósitrons na CMZ, esses pósitrons se aniquilariam com elétrons, produzindo raios gama a 511 keV. Essa conexão sugere que a ionização e o brilho misterioso podem ter uma origem comum. O estudo destaca que a taxa de ionização na CMZ é uma nova ferramenta para investigar a matéria escura, especialmente as partículas leves, que são difíceis de detectar em experimentos tradicionais.

As descobertas indicam que o centro da Via Láctea pode fornecer novas informações sobre a natureza da matéria escura. Futuras observações com telescópios de alta resolução poderão aprofundar a compreensão sobre a distribuição espacial da emissão de 511 keV e a taxa de ionização na CMZ, revelando mais sobre os mistérios do universo.