Se você está procurando por matéria escura, mas não sabe onde encontrá-la, um planeta gigante pode ser o detector de partículas que você precisa! Felizmente, existem vários deles em nosso Sistema Solar, e o maior e mais próximo é Júpiter. Pesquisadores revelaram como um gigante gasoso pode ser a chave para detectar a indescritível matéria escura.
A natureza da matéria escura é um dos maiores mistérios da física neste momento. Ele interage gravitacionalmente – podemos vê-lo mantendo juntas as galáxias que, de outra forma, se separariam – mas não parece interagir com a matéria normal de outras maneiras.
As teorias mais populares afirmam que a matéria escura é algum tipo de partícula que é muito pequena ou que interage muito fracamente para ser facilmente observada. Aceleradores de partículas e experimentos de colisores foram projetados para juntar partículas subatômicas. Os pesquisadores esperam ver uma inesperada falta de energia da colisão, o que pode indicar que alguma partícula desconhecida, talvez matéria escura, deixou o detector. Sem sorte ainda.
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Mas a matéria escura também deve existir na natureza e pode ser capturada gravitacionalmente por objetos com grandes poços gravitacionais, como a Terra, o Sol e Júpiter. Com o tempo, a matéria escura pode se acumular dentro de um planeta ou estrela até se tornar densa o suficiente para que uma partícula de matéria escura possa atingir outra, destruindo ambas. Mesmo que não possamos ver a matéria mais escura, devemos ver os resultados de tal colisão. Produzirá radiação de alta energia na forma de raios gama.
O telescópio de raios gama Fermi da NASA, lançado em 2008 em um foguete Delta II, tem sondado o céu em busca de fontes de raios gama por mais de uma década. Os pesquisadores Rebecca Lin (Stanford) e Tim Linden (Estocolmo) usaram um telescópio para observar Júpiter e conduziram a primeira análise da atividade de raios gama do planeta gigante. Eles esperavam ver evidências do excesso de radiação gama produzida pela aniquilação da matéria escura dentro de Júpiter.
Como explica Lin, o tamanho e a temperatura de Júpiter o tornam um detector ideal de matéria escura. "Como Júpiter tem uma grande área de superfície em comparação com outros planetas do sistema solar, ele pode capturar mais matéria escura. Então você pode se perguntar por que não usar apenas o Sol ainda maior (e muito próximo). Bem, a segunda vantagem é que, como Júpiter tem um núcleo mais frio que o Sol, isso dá às partículas de matéria escura menos choque térmico. Isso pode impedir parcialmente a evaporação da matéria escura mais leve de Júpiter que evaporaria do Sol."
Os estudos iniciais de Júpiter ainda não levaram à descoberta da matéria escura. No entanto, houve um excesso tentador de radiação gama em baixos níveis de energia que requer ferramentas mais sofisticadas para estudar adequadamente.
Os telescópios AMEGO e e-ASTROGRAM ainda estão em desenvolvimento, mas podem ser apenas as ferramentas necessárias para procurar matéria escura, e Júpiter pode ser o objeto alvo para encontrá-la.
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