Atmosfera da Terra pode ajudar na detecção da matéria escura?

Detectar a misteriosa matéria escura pode ser mais fácil do que pensávamos. Segundo um novo estudo, é possível que nosso planeta esteja mergulhado em um oceano de matéria escura, cujas ondas atingiriam a atmosfera superior terrestre. O impacto pode gerar ondas de rádio detectáveis, que permitiriam que os cientistas finalmente encontrassem este componente tão intrigante do universo.

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Dizer que a matéria escura representa uma incógnita não é exagero algum. Tudo que podemos ver no universo é feito da matéria definida como qualquer substância que tenha massa e ocupe espaço. Isso também vale para a matéria escura — a diferença é que ela não reflete, não absorve e nem irradia luz, daí seu nome.

Apesar de os cientistas estimarem que cerca de 27% do universo é feito de matéria escura, ainda não se sabe exatamente o que ela é. Uma possibilidade é que seja leve e exista na forma dos áxions (um tipo de partícula teórica), ou como algum tipo exótico de fóton que tem um pouco de massa.

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Se considerarmos que a matéria escura é milhões de vezes mais leve que as partículas mais leves conhecidas, então ela poderia ter comportamentos bastante estranhos — como o de ondas, por exemplo. É aqui que entra o novo estudo, em que pesquisadores exploraram modelos da matéria escura ultraleve e sem ser completamente escura.

A matéria escura tem esse nome porque não reflete, não absorve e nem irradia luz (Imagem: Reprodução/Tom Abel & Ralf Kaehler (KIPAC, SLAC), AMNH)

No estudo estas partículas interagiram com a matéria comum; na maior parte das vezes, as interações passaram despercebidas e não geraram nada detectável. Só que, em alguns casos mais incomuns, a interação entre a matéria escura e a normal rendeu ondas de rádio.

Para isso acontecer, a matéria escura precisa encontrar ondas de plasma, e a frequência de ambas precisa estar alinhada. Os modelos mostraram que desta forma ocorre ressonância, ampliando a interação e produzindo radiação na forma de ondas de rádio.

Apesar de o plasma ser bastante comum no universo, os autores optaram por trabalhar com a ionosfera. Trata-se da camada aquecida da atmosfera superior do nosso planeta composta por partículas ionizadas, formando plasma. A ionosfera tem suas próprias ondas, as quais poderiam interagir com as ondulações (hipotéticas, vale lembrar) da matéria escura.

O contato de ambas deve gerar ondas de rádio quase imperceptíveis. Para detectá-las, os autores indicam o uso de antenas de rádio ajustadas cuidadosamente para procurar determinada frequência das ondas ao longo de um ano. No entanto, esta forma da matéria escura é bastante teórica por enquanto, e pode levar anos para as ondas serem encontradas e observadas se realmente existirem.

O artigo com os resultados do estudo foi publicado no repositório arXiv, sem revisão de pares.