A matéria escura é certamente um dos maiores mistérios do Universo.
Ainda não sabemos exatamente o que ela é, do que é composta e qual sua aparência.
No entanto, alguns cientistas como o físico teórico Yang Bai e sua equipe, da Universidade de Wisconsin-Madison, estão investigando a possibilidade de que planetas inteiros feitos de matéria escura possam existir.
Os planetas são corpos celestes que orbitam estrelas e estão presentes em quase todos os lugares do Universo visível.
Até agora, os planetas que encontramos em outros sistemas solares são feitos de matéria bariônica, que é a matéria “comum” composta de prótons, nêutrons e elétrons.
Contudo, os cientistas buscam agora por planetas exóticos feitos de partículas que estão fora do modelo padrão da física, como a misteriosa matéria escura.
O que é a matéria escura e como podemos detectá-la?
A matéria escura é uma forma de matéria hipotética que não emite, absorve ou reflete luz, e por isso é invisível aos nossos telescópios.
Ela é chamada de matéria “escura” porque não interage eletromagneticamente com a luz, tornando-se indetectável pelos métodos convencionais de observação.
A existência da matéria escura foi proposta para explicar a discrepância entre a quantidade de matéria que sabemos que existe no universo com base em nossas observações e a quantidade de matéria necessária para explicar a gravidade observada nas galáxias e no Universo como um todo.
Os cientistas estudam duas teorias principais para detectar a matéria escura, uma a nível quântico que envolve a descoberta de partículas subatômicas ainda desconhecidas, e outra a nível cósmico, através da detecção de enormes bolhas ou aglomerados macroscópicos de matéria escura conhecidos como macros.
E é justamente a possibilidade da existência de macros de matéria escura com massas planetárias que intrigou Yang Bai e sua equipe.
Como os exoplanetas comuns são detectados?
Os métodos atuais de detecção de exoplanetas — planetas que orbitam estrelas fora do nosso sistema solar — são baseados principalmente nos efeitos que um exoplaneta tem na luz de sua estrela hospedeira.
Quando um exoplaneta passa entre nós e sua estrela, produz um efeito chamado trânsito planetário, onde a luz da estrela diminui ligeiramente.
Medindo a profundidade desse escurecimento, os astrônomos podem calcular o tamanho do exoplaneta.
Além disso, os exoplanetas também fazem com que suas estrelas se movam um pouco, à medida que os dois orbitam um centro de gravidade mútuo, o que é detectável através das mudanças no comprimento de onda da luz da estrela, um efeito conhecido como velocidade radial.
A quantidade de movimento, ou velocidade radial, pode ser usada para calcular a massa de um exoplaneta.
Com base nesses dois efeitos — trânsito planetário + velocidade radial — os cientistas podem determinar a densidade de um exoplaneta e até especular sobre sua composição e atmosfera.
Exoplanetas como Júpiter, que são enormes, mas têm baixa densidade, são tidos como compostos principalmente de hidrogênio e hélio.
Por outro lado, exoplanetas com alta densidade, como a Terra, são tidos como compostos principalmente de rocha e metal.
Como detectar planetas de matéria escura através dessas técnicas convencionais?
Para isso, Yang Bai e sua equipe, propõem algumas abordagens inovadoras.
Inicialmente, eles afirmam que se um exoplaneta de matéria escura passar na frente de uma estrela, causará algum tipo de anomalia no efeito trânsito planetário, revelando sua presença.
Essa abordagem, no entanto, requer observações detalhadas e precisas nos trânsitos planetários, bem como uma compreensão aprofundada dos efeitos que a matéria escura tem sobre a luz, que ainda são desconhecidos.
Outra abordagem é a busca por efeitos gravitacionais sutis causados pela presença de planetas de matéria escura, através do efeito de velocidade radial.
Os pesquisadores argumentam que se matéria escura tem massa, então ela exerce algum tipo de atração gravitacional sobre outros corpos próximos, incluindo suas estrelas hospedeiras.
No entanto, a detecção de planetas de matéria escura por meio de efeitos gravitacionais é extremamente desafiadora devido à sua natureza indireta e à necessidade de medições extremamente precisas.
Além disso, os cientistas também têm explorado a possibilidade de que planetas de matéria escura possam ser detectados por meio de sua interação com a matéria bariônica.
Se planetas de matéria escura passarem por regiões com matéria bariônica, como poeira ou gás interestelar, eles poderiam deixar rastros detectáveis, como ondas de choque ou emissões de radiação.
Esses rastros poderiam ser detectados por meio de observações de radioastronomia, por exemplo, permitindo a identificação indireta de planetas de matéria escura.
Qual a importância científica do estudo de planetas de matéria escura?
A descoberta de planetas de matéria escura teria implicações profundas para a nossa compreensão do universo.
Poderia fornecer pistas sobre a natureza da matéria e sua distribuição no universo, bem como a formação e evolução de sistemas planetários.
Também poderia ter implicações para a busca de vida extraterrestre, uma vez que planetas de matéria escura podem ter condições muito diferentes daqueles feitos de matéria bariônica, afetando a habitabilidade desses mundos.
Embora a detecção direta de planetas de matéria escura ainda seja um desafio, os cientistas estão desenvolvendo novas abordagens e técnicas para tentar.
Vídeos
Vídeo: Canal “SpaceToday” em Youtube.
Referências
BAI, Yang; LU, Sida; ORLOFSKY, Nicholas. Dark Exoplanets. arXiv preprint arXiv:2303.12129, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 12 abr 2023.
Notícias
Entire Planets Made of Dark Matter May Exist. Here’s How We Can Find Them. Science Alert, 2023. Disponível em: <link>. Acesso em: 12 abr 2023.
Cite-nos
SANTOS, Fábio. Planetas inteiros feitos de matéria escura podem existir, sugere estudo. Ciência Mundo, abr 2023. Disponível em: . Acesso em: 05 maio 2024.
Graduado em Sistemas de Informação pela FEUC-RJ e mestre em Representação de Conhecimento e Raciocínio pela UNIRIO. Fábio é editor e fundador do portal Ciência Mundo. É dedicado à produção de conteúdos relacionados a astronomia, física, arqueologia e inteligência artificial.
