Modelo binário de matéria escura explica radiação gama do Centro Galáctico e o "silêncio" de galáxias anãs

Uma nova concepção teórica sugere que a Matéria Escura, que compõe cerca de 85% da massa do Universo, pode não ser uma partícula única, mas sim um sistema binário constituído por dois componentes distintos. Essa hipótese visa resolver contradições observacionais de longa data que desafiavam os modelos monolíticos de Matéria Escura, como os baseados em partículas massivas de interação fraca (WIMPs).

Dentro das visões convencionais sobre as WIMPs, que são um dos candidatos mais robustos à Matéria Escura, supõe-se que elas interajam apenas através da gravidade e da força nuclear fraca. Contudo, a ausência de evidências conclusivas sobre as WIMPs, inclusive em experimentos no Grande Colisor de Hádrons, está voltando as atenções para modelos alternativos. A inovação central do modelo de "matéria escura dSph-fóbica" é a proposta de que o comportamento da Matéria Escura depende do ambiente, variando de acordo com a densidade local e as forças gravitacionais. O modelo postula que, para detectar sinais indiretos, como a emissão de raios gama, é necessária a presença e interação simultânea de ambos os componentes da Matéria Escura, o que viabiliza sua aniquilação.

Pesquisadores como Asher Berlin, Joshua Foster, Dan Hooper e Gordan Krnjaic desenvolveram esta teoria com o apoio de instituições como o Fermilab. O estudo "dSph-phobic dark matter" foi apresentado no "Journal of Cosmology and Astroparticle Physics" (JCAP) em 9 de abril de 2026. Essa estrutura binária explica diretamente o enigma do Excesso de Raios Gama no Centro Galáctico (GCE) — um pico inexplicável de raios gama detectado pelo telescópio espacial Fermi. Esse excesso, que consiste em uma concentração de fótons em uma região esférica ao redor do disco da Via Láctea, antes só podia ser explicado pela aniquilação da Matéria Escura, mas sua ausência em galáxias anãs esferoidais (dSph), apesar de sua alta densidade de Matéria Escura, gerava uma contradição profunda.

Galáxias anãs são consideradas "laboratórios" ideais para testar a hipótese, pois possuem pouco gás e poucas estrelas jovens, o que minimiza o ruído de fundo de pulsares ou buracos negros. O modelo da "matéria escura dSph-fóbica" resolve essa discrepância ao sugerir que, sob a alta densidade e a forte gravidade do Centro Galáctico, ocorre a aniquilação conjunta de ambos os componentes, gerando a radiação gama observada. Por outro lado, o potencial gravitacional mais suave das galáxias anãs pode impedir que se atinja a energia cinética necessária para a co-aniquilação de partículas mais leves com as mais pesadas, suprimindo o sinal detectável. Gordan Krnjaic, do Fermilab, observa que, se a teoria de um único tipo de Matéria Escura estivesse correta, deveríamos observar emissões semelhantes em outras regiões com alta concentração dessa substância.

A confirmação dessa dependência ambiental, ou seja, das condições locais, depende dos resultados de futuros levantamentos astronômicos. A missão Euclid, da Agência Espacial Europeia (ESA), é vista como um teste crucial para essa teoria, com dados cosmológicos significativos previstos para outubro de 2026. O telescópio Euclid, lançado em julho de 2023, utiliza lentes gravitacionais para mapear em 3D a distribuição da Matéria Escura, medindo distorções na luz de bilhões de galáxias ao longo de 10 bilhões de anos de história cósmica. Ao fim de sua missão de seis anos, o Euclid deve capturar mais de 1,5 bilhão de galáxias, permitindo validar o modelo binário ou favorecer alternativas, como sinais de pulsares de milissegundo. Cientistas esperam que os dados futuros do Euclid esclareçam se os sistemas anões realmente emitem raios gama, um ponto chave para a verificação desta hipótese.