Desde o início da década de 1970, o centro da Via Láctea é estudado como um laboratório natural para entender fenómenos extremos do universo, em especial a região Sagitário A*, cuja enorme concentração de massa pode ser explicada por um buraco negro supermassivo ou por um núcleo ultradenso de matéria escura fermiónica.

O que está em debate sobre matéria escura no centro galáctico

A matéria escura é um tipo de matéria que não emite luz nem interage diretamente com radiação, mas revela a sua presença pela gravidade.

Alguns pesquisadores propõem que, em vez de um buraco negro supermassivo, Sagitário A* seja um núcleo de matéria escura extremamente compacto.

Nesse modelo, férmions leves formariam uma distribuição de massa muito densa no centro e mais difusa na periferia, reproduzindo o “puxão” gravitacional sobre as estrelas S.

Assim, o objeto central e o halo galáctico seriam partes de uma única estrutura contínua de matéria escura.

Atenção ‼️ Muita atenção ‼️

Esta é primeira visão do buraco negro supermassivo da Via Láctea, Sagittarius A* (Sgr A*), em luz polarizada do Event Horizon Telescope (EHT), mostrando que ele possui um campo magnético estruturado!

Isto é surpreendente porque, embora tenha sido… pic.twitter.com/BB6mxaKJfw

— JAMES WEBB (@jameswebb_nasa) March 27, 2024

Como as observações de Sagitário A* testam a hipótese de matéria escura

A missão Gaia mapeia com alta precisão o movimento de estrelas em toda a Via Láctea, permitindo ajustar curvas de rotação a modelos de matéria escura mais compactos.

Esses dados ajudam a comparar a hipótese de buraco negro com a de um núcleo escuro fermiónico no centro galáctico.

A imagem de Sagitário A* obtida em 2022 pelo Telescópio do Horizonte de Eventos mostra uma “sombra” cercada por um anel brilhante, efeito da curvatura extrema da luz.

Um buraco negro explica naturalmente essa sombra, mas um núcleo de matéria escura ultracompacto também pode produzi-la, desde que a massa esteja suficientemente concentrada.

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Buraco negro supermassivo ou núcleo de matéria escura no centro da Via Láctea

As órbitas das estrelas S ainda são compatíveis tanto com um buraco negro supermassivo quanto com um núcleo de matéria escura fermiónica.

Estudos estatísticos indicam que ambas as hipóteses ajustam os dados, embora façam previsões ligeiramente diferentes muito perto do centro.

Para distinguir os modelos, astrónomos buscam sinais específicos dos buracos negros, como os anéis de fótons, formados por trajetórias de luz que dão várias voltas antes de escapar.

A presença ou ausência de anéis secundários pode indicar se existe realmente um horizonte de eventos em Sagitário A*.

Quais observações podem decidir entre buraco negro e matéria escura

Observatórios de alta precisão, como o interferômetro GRAVITY acoplado ao Very Large Telescope, rastreiam o movimento de estrelas muito próximas de Sagitário A*.

Esses dados permitem testar previsões da relatividade geral e de modelos alternativos de matéria escura ultracompacta.

Entre os principais objetivos dessas campanhas observacionais estão:

Qual é o impacto científico de descobrir um núcleo de matéria escura

Se futuras medições indicarem a ausência clara de anéis de fótons secundários, a hipótese de um núcleo de matéria escura em Sagitário A* ganhará força. Nesse cenário, o centro da galáxia deixaria de ser visto como um ponto de não retorno e passaria a ser interpretado como uma acumulação extrema de partículas invisíveis.

Uma confirmação desse tipo redefiniria a compreensão da evolução das galáxias, da distribuição de matéria escura no universo e da própria gravidade em regimes extremos. Até lá, o centro da Via Láctea permanece um campo de provas crucial para teorias de buracos negros e de matéria escura.