A matéria escura tem sido um mistério para os astrônomos, em grande parte porque é muito difícil de medir diretamente.

Impressão artística da Via Láctea: Crédito da imagem: NASA

Sua influência é clara quando se observa seus efeitos gravitacionais em objetos como galáxias distantes, mas medir essa influência diretamente provou ser muito mais complicado. Mas agora, uma equipe de cientistas acha que tem uma maneira de medir a influência da matéria escura diretamente, seria necessária uma sonda especializada em um local muito longe da Terra por um tempo.

A gravidade é uma força muito previsível, sua força diminui com a distância. Enquanto está na Terra, sua influência é a fonte mais forte de gravidade. Da mesma forma, se um objeto está flutuando ao redor do sistema solar, o sol é provavelmente sua fonte mais forte de gravidade. Mas mesmo no próprio sistema solar, a matéria escura influencia a gravidade, sentida pelos objetos que orbitam o sol.

Isso porque a matéria (tanto “escura” quanto “bariônica”, ou seja, normal) fora do sistema solar também atrai objetos dentro do sistema solar. No entanto, essa atração é mais fraca por causa das enormes distâncias entre os objetos. Dr. Edward Belbruno chama essa atração de “força galáctica”, que soa mais como uma equipe de super-heróis da TV dos anos 90, em vez de uma medida de influência gravitacional. No entanto, ele e seus colegas calcularam que aproximadamente 45% dessa força galáctica era causada pela matéria regular, enquanto os outros 45% eram causados pela matéria escura.

A menor influência da matéria escura não parece fazer sentido, uma vez que é responsável por até 95% da força gravitacional da galáxia. No entanto, essa disparidade parece ser devido à distância entre os objetos no sistema solar e a grande maioria da matéria escura na galáxia. A matéria escura está agrupada em um halo ao redor da galáxia. Como nosso sistema solar não está muito próximo da borda, o impacto da matéria escura em objetos dentro do sistema solar é ainda mais minimizado.

Isso não significa que seja completamente indetectável. Os cálculos apresentados no artigo sugerem que a influência da matéria escura pode ter movido a sonda Pioneer 10 em até 1,5m (5 pés). É certo que é uma distância mínima em comparação com os bilhões de quilômetros que percorreu ao longo de sua vida útil de 50 anos. Mas com os instrumentos certos, um efeito semelhante pode ser medido em uma espaçonave diferente.

O artigo sugere que uma sonda montada com um experimento projetado especificamente para monitorar as influências gravitacionais poderia detectar os efeitos da matéria escura simplesmente viajando para 100 UA e soltando uma bola no espaço. Essa bola teria que ser refletiva, mas estaria sujeita apenas à força galáctica. Em contraste, a espaçonave, que também teria que ter uma fonte de energia comumente usada, chamada de gerador térmico de radioisótopo (RTG), também estaria sujeita à força térmica causada por esse RTG.

A imagem da esquerda mostra o aglomerado de galáxias CI 0024+1 de uma imagem do Hubble em luz visível. A imagem da direita mostra o sombreamento azul representando a matéria escura de acordo com a lente gravitacional que ela causa. Crédito da imagem: NASA, ESA, MJ Jee e H. Ford (Universidade John Hopkins)

Ao subtrair a aceleração (ou desaceleração) causada pela força térmica da diferença geral de aceleração da sonda, os cientistas puderam descobrir qual aceleração gravitacional é causada pela própria força galáctica. Atualmente, nenhuma missão está em pauta projetada para tal experimento, mas uma chamada Interstellar Probe foi apresentada como um conceito. Ela faria uma pausa em 500 UA para observar as condições de lá e, com o equipamento certo, poderia ser a fonte da sonda necessária para estudar diretamente os efeitos da matéria escura pela primeira vez.

Mais informações:

• NASA – Como a matéria escura pode ser medida no sistema solar. Belbruno et al – Ao sair do sistema solar: a matéria escura faz a diferença
• Futurismo – NASA propõe o envio de naves espaciais para medir a misteriosa matéria escura.
• UT – Medindo a luz de estrelas individuais entre Aglomerados de galáxias, astrônomos encontram pistas sobre a matéria escura

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Referência:

TOMASWICK, Andy. How Dark Matter Could Be Measured in the Solar System. Universe Today, 07, fev. 2022. Disponível em: <https://www.universetoday.com/154426/how-dark-matter-could-be-measured-in-the-solar-system/>. Acesso em: 07, fev. 2022.