Durante décadas, os cientistas acreditaram que um buraco negro supermassivo, Sagitário A, estava situado no coração da Via Láctea, responsável pelas órbitas rápidas de estrelas próximas. No entanto, uma nova investigação sugere uma alternativa: um núcleo superdenso composto por matéria escura fermiónica * poderia explicar os mesmos movimentos estelares observados, potencialmente remodelando a nossa compreensão dos centros galácticos.
A alternativa aos buracos negros
O estudo, liderado pela Dra. Valentina Crespi, do Instituto de Astrofísica de La Plata, propõe que, em vez de um buraco negro, uma estrutura cósmica única formada por matéria escura fermiônica autogravitante poderia imitar os efeitos gravitacionais observados no centro da Via Láctea. Isto significa que as órbitas de alta velocidade das estrelas S – estrelas que giram em torno de Sagitário A* a milhares de quilómetros por segundo – poderiam ser explicadas sem invocar uma singularidade.
O modelo sugere que este núcleo de matéria escura seria excepcionalmente compacto e massivo, exercendo uma força gravitacional indistinguível de um buraco negro. Isto não é apenas especulação; os cálculos da equipe também levam em conta as órbitas de objetos envoltos em poeira conhecidos como fontes G, que também se aglomeram perto do centro galáctico.
Escalas de ponte: do núcleo galáctico ao halo externo
O que diferencia esta pesquisa é a sua capacidade de conectar observações em escalas muito diferentes. Dados recentes da missão Gaia DR3 da Agência Espacial Europeia mapearam o halo exterior da Via Láctea, revelando um abrandamento na sua curva de rotação (o declínio Kepleriano). O modelo fermiônico de matéria escura da equipe reproduz com precisão esse comportamento, ao contrário dos modelos tradicionais de matéria escura.
Isto é crítico porque se prevê que os halos convencionais de matéria escura se espalhem numa cauda longa e estendida. A matéria escura fermiónica, no entanto, forma uma estrutura mais compacta, resultando num halo mais compacto, que se alinha com as observações.
“Esta é a primeira vez que um modelo de matéria escura consegue unir com sucesso estas escalas muito diferentes e várias órbitas de objetos, incluindo curvas de rotação modernas e dados de estrelas centrais,” disse o Dr. Carlos Argüelles, co-autor do estudo.
Consistente com imagens de buraco negro?
As implicações não param na mecânica orbital. A equipe descobriu que seu modelo de núcleo de matéria escura pode até explicar a “sombra” fotografada pelo Event Horizon Telescope (EHT) para Sagittarius A*. Um núcleo denso de matéria escura curva a luz com tanta força que poderia imitar a região central escura rodeada por um anel brilhante, tal como a imagem do buraco negro do EHT.
Testes e implicações futuras
Embora os dados atuais não possam excluir definitivamente a possibilidade de um buraco negro, o modelo de matéria escura fornece uma estrutura unificada para o centro galáctico, contabilizando tanto as órbitas estelares como a sombra observada. Observações futuras de instrumentos como o interferómetro GRAVITY serão cruciais para testar estas previsões.
Especificamente, os cientistas procurarão anéis de fótons – uma característica fundamental dos buracos negros que não existiriam em torno do núcleo de matéria escura proposto. Se confirmada, esta descoberta alteraria fundamentalmente a nossa compreensão das forças que governam os centros galácticos e da própria natureza da matéria escura.
O estudo foi publicado nos Avisos Mensais da Royal Astronomical Society.
