Terra pode estar cercada de matéria escura ‘cabeluda’

Filamentos de matéria escura podem ser até bem maiores do que o Sistema Solar

Concepção artística da Terra e de filamentos de matéria escura ao seu redor: elemento importante para o estudo desse componente do universo. Crédito: Nasa/JPL-Caltech

O Sistema Solar pode ser muito mais “cabeludo” do que pensávamos. A ilustração acima mostra a Terra cercada por filamentos teóricos de matéria escura chamados de “cabelos”.

A matéria escura é uma substância invisível e misteriosa que constitui cerca de 27% de toda a matéria e energia do universo. A matéria normal, que constitui tudo o que podemos ver ao nosso redor, constitui apenas 5% do universo. O resto é energia escura, um estranho fenômeno associado à aceleração de nosso universo em expansão.

Os dados sobre a matéria escura cabeluda são baseados em um estudo de Gary Prézeau, do Laboratório de Propulsão a Jato (JPL) da Nasa, que apareceu em um artigo de 2015 no “Astrophysical Journal”.

Chocolate e sorvete de baunilha

De acordo com cálculos feitos nos anos 1990 e simulações realizadas na década seguinte, a matéria escura forma “fluxos de granulação fina” de partículas que se movem na mesma velocidade e orbitam galáxias como a nossa.

“Um fluxo pode ser muito maior do que o próprio Sistema Solar, e há muitos fluxos diferentes cruzando nossa vizinhança galáctica”, disse Prézeau.

Ele comparou a formação de fluxos finos de matéria escura à mistura de chocolate e sorvete de baunilha. Se agitar uma colher de cada um junto algumas vezes, você obterá um padrão misto, mas ainda poderá ver as cores individuais.

“Quando a gravidade interage com o gás frio da matéria escura durante a formação da galáxia, todas as partículas dentro de uma corrente continuam viajando na mesma velocidade”, disse Prézeau.

Mas o que acontece quando uma dessas correntes se aproxima de um planeta como a Terra? Prézeau usou simulações de computador para descobrir.

Sua análise descobriu que quando um fluxo de matéria escura atravessa um planeta, as partículas do fluxo se concentram em um filamento ultradenso, ou “cabelo”, de matéria escura. Na verdade, deve haver muitos desses pelos brotando da Terra.

Raízes e pontas

Um fluxo de matéria comum não passaria pela Terra e sairia do outro lado. Mas, do ponto de vista da matéria escura, a Terra não é um obstáculo. De acordo com as simulações de Prézeau, a gravidade terrestre focalizaria e dobraria o fluxo de partículas de matéria escura em um fio de cabelo estreito e denso.

Os cabelos que emergem de planetas têm “raízes”, a concentração mais densa de partículas de matéria escura no cabelo, e “pontas”, onde termina o cabelo. Quando as partículas de um fluxo de matéria escura passam pelo núcleo da Terra, elas se concentram na “raiz” de um fio de cabelo, onde a densidade das partículas é cerca de 1 bilhão de vezes maior do que a média. A raiz de tal fio de cabelo deve estar a cerca de 1 milhão de quilômetros de distância da superfície, ou o dobro da Lua. As partículas do fluxo que tocam a superfície da Terra formarão a ponta do cabelo, cerca de duas vezes mais distante da Terra do que a raiz do cabelo.

“Se pudéssemos localizar a raiz desses fios de cabelo, poderíamos enviar uma sonda para lá e obter uma abundância de dados sobre a matéria escura”, disse Prézeau.

Mapeamento de camadas

Um fluxo que passa pelo núcleo de Júpiter produziria raízes ainda mais densas. Elas seriam quase 1 trilhão de vezes mais densas do que o fluxo original, de acordo com as simulações de Prézeau.

Outra descoberta fascinante dessas simulações de computador é que as mudanças na densidade encontradas dentro do nosso planeta – do núcleo interno ao externo, do manto à crosta – seriam refletidas nos cabelos. Esses fios teriam “torções” que correspondem às transições entre as diferentes camadas da Terra.

Teoricamente, se fosse possível obter essa informação, os cientistas poderiam usar fios de cabelo de matéria escura e fria para mapear as camadas de qualquer corpo planetário. Seria possível até mesmo inferir as profundezas dos oceanos em luas geladas.

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