Valentina Crespi et al.
Representação artística da Via Láctea, onde as estrelas mais interiores se movem a velocidades próximas da relatividade em torno de um núcleo denso de matéria escura, sem qualquer buraco negro no centro
A nossa galáxia, a Via Láctea, poderá não ter um buraco negro supermaciço no seu centro, mas antes um enorme aglomerado de misteriosa matéria escura a exercer a mesma influência gravitacional.
Num novo estudo, os astrónomos sugerem que a matéria escuraa substância invisível que constitui a maior parte da massa do universo, pode explicar tanto a dança violenta de estrelas situadas a apenas horas-luz do centro galáctico, como a rotação suave e em grande escala de toda a matéria nas periferias da Via Láctea.
Ó estudo foi apresentado num artigo publicado na semana passada na revista Avisos mensais da Royal Astronomical Society.
As conclusões desafiam a teoria predominante de que Sagitário A* (Sgr A*), o suposto buraco negro no coração da nossa galáxiaé responsável pelas órbitas observadas de um grupo de estrelas, conhecidas como estrelas S, que giram a velocidades tremendas de até alguns milhares de quilómetros por segundo.
A equipa internacional de investigadores propôs, em alternativa, uma ideia diferente – que um tipo específico de matéria escura composta por fermiões, ou partículas subatómicas leves, pode criar uma estrutura cósmica única que também se enquadra no que sabemos sobre o núcleo da Via Láctea.
Em teoria, produziria um núcleo superdenso e compacto rodeado por um halo vasto e difuso, que em conjunto actuariam como uma única entidade unificada.
O núcleo interior seria tão compacto e maciço que poderia imitar a atracção gravitacional de um buraco negro e explicar as órbitas das estrelas S que foram observadas em estudos anteriores, bem como as órbitas dos objectos envoltos em poeira conhecidos como fontes G, que também existem nas proximidades.
De particular importância para a nova investigação são os dados mais recentes da missão GAIA DR3 da Agência Espacial Europeia, que mapeou meticulosamente a curva de rotação do halo exterior da Via Láctea, mostrando como as estrelas e o gás orbitam longe do centro.
Os autores do estudo observaram uma desaceleração da curva de rotação da nossa galáxia, conhecida como declínio kepleriano, que os investigadores afirmam poder ser explicada pelo halo exterior do seu modelo de matéria escura quando combinado com os componentes tradicionais de massa do disco e do bojo de matéria comum.
Isto, acrescentam, reforça o modelo “fermiônico” ao destacar uma diferença estrutural fundamental. Enquanto os halos tradicionais de Matéria Escura Fria se espalham seguindo uma “lei de potência” estendidao modelo fermiónico prevê uma estrutura mais compacta, levando a caudas de halo mais concentradas.
“Esta é a primeira vez que um modelo de matéria escura conseguiu estabelecer uma ponte entre estas escalas vastamente diferentes e várias órbitas de objetos, incluindo dados modernos da curva de rotação e das estrelas centrais”, afirmou Carlos Argüelles, investigador do Instituto de Astrofísica de La Plata e co-autor do estudo, em comunicado.
“Não estamos apenas a substituir o buraco negro por um objeto escuro; estamos a propor que o objeto central supermaciço e o halo de matéria escura da galáxia são duas manifestações da mesma substância contínua.
Crucialmente, este modelo de matéria escura fermiónica já tinha passado num teste significativo.
Um estudo de 2024 de Pelle et al., também publicado na MNRAS, mostrou que quando um disco de acreção ilumina estes núcleos densos de matéria escura, estes projetam uma característica semelhante a uma sombra surpreendentemente similar à captada pela colaboração do Telescópio do Horizonte de Eventos (EHT) para Sgr A*.
“Este é um ponto crucial“, afirmou Valentina Crespiinvestigadora do Instituto de Astrofísica de La Plata e autora principal do estudo.
“O nosso modelo não só explica as órbitas das estrelas e a rotação da galáxia, como é consistente com a famosa imagem da ‘sombra do buraco negro‘. O núcleo denso de matéria escura pode imitar a sombra porque curva a luz de forma tão intensa, criando uma escuridão central rodeada por um anel brilhante”, concluiu.