Como os pulsares ajudam a descobrir matéria escura na Via Láctea?

Os cientistas estão usando pulsares – estrelas de nêutrons em rotação rápida – para detectar matéria escura. Essas estrelas mortas são ótimas para ajudar os pesquisadores nessa empreitada porque fornecem dados com variações minúsculas.

A investigação liderada por John LoSecco, da Universidade de Notre Dame, nos Estados Unidos, utiliza a extrema precisão dos chamados “pulsares de milissegundos” para medir perturbações gravitacionais na estrutura do espaço-tempo, que podem ser fundamentais para a caça à matéria escura.

De acordo com Espaço.comos resultados foram apresentados no National Astronomy Meeting (NAM) 2024 na Universidade de Hull.

Se você está com pressa

• Pulsares como relógios cósmicos: pulsares, estrelas de nêutrons que giram rapidamente, são usados ​​como relógios cósmicos para estudar distúrbios gravitacionais no espaço-tempo.
• Investigando a matéria escura: a pesquisa aproveita a curvatura do espaço-tempo causada pela matéria escura para estudar seu efeito na chegada da luz de objetos distantes, técnica conhecida como lente gravitacional.
• Detecção de pequenos desvios: Pequenas variações no tempo de chegada das ondas de rádio dos pulsares sugerem a presença de aglomerados de matéria escura, com massas potencialmente significativas.

Como os pulsares ajudam a descobrir a matéria escura?

Os pulsares emitem feixes de radiação eletromagnética que, ao girarem, atravessam o espaço como um farol – por isso, os pulsares são considerados “faróis cósmicos”. Os “pulsares de milissegundos” giram tão rapidamente que podem ser usados ​​juntos para formar matrizes de temporização de pulsares que detectam variações na luminosidade com extraordinária precisão.

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A equipe de LoSecco examinou dados de 65 pulsares e observou cerca de 12 incidentes que indicaram variações e atrasos no tempo, muitas vezes com precisão de nanossegundos. Estas observações sugerem que as ondas de rádio destes pulsares estão a viajar através de distorções no espaço causadas por concentrações invisíveis de massa – possíveis “aglomerados” de matéria escura.

Os desvios detectados são extremamente pequenos. Para se ter uma ideia, um corpo com a massa do Sol causaria um atraso nas ondas de rádio de um pulsar de cerca de 10 microssegundos. Os atrasos observados relacionados à matéria escura são 10.000 vezes menores que isso. Uma das descobertas sugere uma distorção de cerca de 20% da massa do Sol, o que poderia indicar um candidato à matéria escura.

Além de potencialmente revelar mais sobre a natureza da matéria escura, as descobertas da equipe também podem melhorar a precisão dos dados coletados pelo Parkes Pulsar Timing Array. Isto ajudará a remover a interferência nos dados, facilitando a busca por ondas gravitacionais de baixa frequência e, possivelmente, pela radiação gravitacional primordial do Big Bang.