Na busca contanua por matéria escura em nosso universo, os cientistas acreditam ter encontrado um detector aºnico e poderoso: exoplanetas.

Este exoplaneta, um gigante gasoso chamado GJ 504b, estãoa cerca de 57 anos-luz de distância da Terra. Exoplanetas como esse podem ajudar os pesquisadores a encontrar e medir a matéria escura. Crédito: NASA / Goddard Space Flight Center / S. Wiessinger
Na busca contanua por matéria escura em nosso universo, os cientistas acreditam ter encontrado um detector aºnico e poderoso: exoplanetas.
Em um novo artigo, dois astrofisicos sugerem que a matéria escura pode ser detectada medindo o efeito que tem sobre a temperatura dos exoplanetas, que são planetas fora do nosso sistema solar.
Isso poderia fornecer novos insights sobre a matéria escura, a substância misteriosa que não pode ser observada diretamente, mas que constitui cerca de 80% da massa do universo.
"Acreditamos que deve haver cerca de 300 bilhaµes de exoplanetas esperando para serem descobertos", disse Juri Smirnov, pesquisador do Centro de Cosmologia e Fasica de Astropartaculas da Universidade Estadual de Ohio.
"Mesmo encontrar e estudar um pequeno número deles pode nos dar uma grande quantidade de informações sobre a matéria escura que não conhecemos agora."
Smirnov écoautor do artigo com Rebecca Leane, uma pesquisadora de pa³s-doutorado no SLAC National Accelerator Laboratory da Stanford University. Foi publicado hoje (22 de abril de 2021) na revista Physical Review Letters .
Smirnov disse que quando a gravidade dos exoplanetas captura a matéria escura, a matéria escura viaja para o núcleo planetario onde se "aniquila" e libera sua energia na forma de calor. Quanto mais matéria escura écapturada, mais ela deve aquecer o exoplaneta .
Esse aquecimento pode ser medido pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA, um telesca³pio infravermelho com lana§amento previsto para outubro que serácapaz de medir a temperatura de exoplanetas distantes.
"Se os exoplanetas tem esse aquecimento ana´malo associado a matéria escura, devemos ser capazes de capta¡-lo", disse Smirnov.
Os exoplanetas podem ser particularmente aºteis na detecção de matéria escura clara, disse Smirnov, que ématéria escura com massa menor. Os pesquisadores ainda não investigaram a matéria escura clara por detecção direta ou outros experimentos.
Os cientistas acreditam que a densidade da matéria escura aumenta em direção ao centro da nossa gala¡xia, a Via La¡ctea. Se isso for verdade, os pesquisadores deveriam descobrir que quanto mais pra³ximos os planetas estãodo centro gala¡ctico, mais suas temperaturas deveriam subir.
"Se encontrássemos algo assim, seria incravel. Obviamente, teraamos encontrado matéria escura", disse Smirnov.
Smirnov e Leane propaµem um tipo de pesquisa que envolveria olhar pra³ximo a Terra em gigantes gasosos - os chamados "Super Jaºpiteres" - e ana£s marrons em busca de evidaªncias de aquecimento causado pela matéria escura. Uma vantagem de usar planetas como este como detectores de matéria escura éque eles não tem fusão nuclear, como as estrelas, portanto, hámenos "calor de fundo" que tornaria difacil encontrar um sinal de matéria escura.
Além dessa busca local, os pesquisadores sugerem uma busca por exoplanetas desonestos distantes que não estãomais orbitando uma estrela. A falta de radiação de uma estrela reduziria novamente a interferaªncia que poderia obscurecer um sinal da matéria escura.
Uma das melhores partes do uso de exoplanetas como detectores de matéria escura éque não requer nenhum novo tipo de instrumentação, como telesca³pios, ou buscas que ainda não estãosendo feitas, disse Smirnov.
Atéagora, os pesquisadores identificaram mais de 4.300 exoplanetas confirmados e um adicional de 5.695 candidatos estãoatualmente sob investigação. Espera-se que Gaia, um observata³rio espacial da Agência Espacial Europeia, identifique dezenas de milhares de candidatos em potencial nos pra³ximos anos.
"Com tantos exoplanetas sendo estudados, teremos uma tremenda oportunidade de aprender mais do que nunca sobre a matéria escura ", disse Smirnov.