IA muda leitura de sinal misterioso no centro da Via Láctea

Um brilho estranho de raios gama no centro da Via Láctea voltou a fortalecer uma das hipóteses mais debatidas da astrofísica. Uma nova análise com aprendizado de máquina indica que a matéria escura ainda pode explicar o sinal.

Pesquisadores da Universidade de Viena, na Áustria, e do Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley, nos EUA, treinaram o sistema com mais de 1 milhão de observações simuladas. O estudo saiu na Physical Review Letters.

Um brilho que cerca o centro da galáxia

O sinal recebe o nome de Excesso do Centro Galáctico (ou GCE). Ele aparece como um brilho amplo, fraco e quase esférico de raios gama ao redor do núcleo da Via Láctea.

Esse brilho se estende por milhares de anos-luz. Astrônomos tentam entender sua origem há mais de uma década.

Raios gama carregam muita energia. Eles podem surgir em ambientes extremos, onde partículas aceleram, estrelas compactas giram rápido ou processos ainda pouco conhecidos liberam radiação intensa.

O centro galáctico complica a análise, uma vez que a região concentra muitas fontes brilhantes, gás, poeira e objetos compactos.

“Interpretar o sinal é particularmente difícil porque o Centro Galáctico é uma região excepcionalmente brilhante e lotada do céu em raios gama”, disse Florian List, pesquisador da Universidade de Viena, ao Science Daily.

Matéria escura ou pulsares escondidos

A primeira hipótese envolve matéria escura autoaniquilante. Essa ideia propõe que partículas de matéria escura poderiam colidir entre si e gerar raios gama.

A matéria escura compõe grande parte da massa do Universo. Cientistas inferem sua presença pela gravidade, mas ainda não fizeram uma detecção direta.

A outra explicação envolve pulsares de milissegundo. Esses objetos nascem de estrelas de nêutrons, giram muito rápido e emitem radiação de alta energia.

Estudos estatísticos anteriores favoreciam a hipótese dos pulsares. O novo trabalho aponta uma lacuna nessas análises.

A IA incluiu a energia de cada fóton

A equipe criou um sistema de aprendizado de máquina para comparar cenários diferentes. Pela primeira vez nesse tipo de análise, o método avaliou posição e energia dos fótons ao mesmo tempo.

Fótons são partículas de luz. No caso dos raios gama, eles carregam energia muito maior que a luz visível.

Esse detalhe mudou o resultado, pois análises anteriores indicavam fontes pontuais relativamente brilhantes, ainda sem resolução clara.

O novo estudo mostra outro quadro, em que caso fontes pontuais causem o brilho, elas teriam brilho muito baixo.

“Nossa nova análise mostra que as fontes teriam que ser tão fracas que ficariam quase indistinguíveis da emissão esperada pela aniquilação da matéria escura”, disse Nick Rodd, cientista do Laboratório Nacional de Lawrence Berkeley.

O problema dos 35 mil pulsares

A hipótese dos pulsares também ganhou uma exigência maior. O estudo indica que seriam necessários pelo menos 35 mil pulsares de milissegundo no centro da Via Láctea.

Esse número supera as estimativas usadas em estudos anteriores. Algumas análises trabalhavam com poucas centenas a poucos milhares de fontes.

Isso não elimina os pulsares, mas a matéria escura continua no jogo científico.

“Nosso trabalho não mostra que a matéria escura causa o sinal”, disse List. “Ele sugere que ainda é cedo para descartar essa possibilidade.”

Porém, ainda faltam uma detecção direta da matéria escura, a identificação das fontes individuais e uma explicação final para o GCE.