Um grupo internacional de físicos usou a própria Terra como “detector” para estabelecer o limite mais rigoroso já calculado sobre o aquecimento que partículas de matéria escura poderiam provocar no interior do planeta. O trabalho, publicado na última quinta-feira (09) na revista Physical Review D, concluiu que, caso exista, a liberação de energia dessas partículas não pode ultrapassar 3,4 terawatts (TW) – valor até 13 vezes menor que estimativas anteriores.
Como o planeta se torna um laboratório natural
De acordo com os autores, se partículas de matéria escura interagirem minimamente com átomos comuns, parte delas seria capturada pela gravidade terrestre e se acumularia no centro do planeta. A aniquilação entre partículas e antipartículas liberaria calor; caso essa injeção de energia fosse intensa, o núcleo sólido, formado majoritariamente por ferro, já teria derretido. Como medições sísmicas indicam que o núcleo permanece sólido, é possível estabelecer um teto para a energia que a matéria escura poderia gerar.
O cenário do “inferno escuro” descartado
Simulações mostram que, para partículas com massa acima de cerca de 10 gigaelétron-volts (GeV), praticamente todo o calor ficaria retido no núcleo interno. Esse fenômeno – apelidado de “inferno escuro” – produziria um aquecimento localizado capaz de derreter parte substancial da região central. A ausência desse derretimento descarta modelos que estimavam de 20 a 44 TW de energia.
Modelo DarkInferno refina o cálculo
Para chegar ao novo limite, os pesquisadores desenvolveram o DarkInferno, código em Python que resolve a equação do calor para planetas rochosos. O programa utiliza parâmetros geofísicos observados, como condutividade térmica de 100 W/m/K e temperatura de 5.500 kelvin na fronteira entre núcleo interno e externo. O modelo indica que o equilíbrio térmico seria atingido em aproximadamente um bilhão de anos, tempo suficiente para que qualquer calor extra se redistribuísse sem colapsar a estrutura.
Impacto para teorias e experimentos
O teto de 3,4 TW redefine o espaço de parâmetros para as chamadas WIMPs, as candidatas mais estudadas a compor a matéria escura. Limites mais baixos significam que interações fortes entre essas partículas e a matéria comum – hipótese buscada por detectores subterrâneos – já estariam descartadas, pois teriam derretido o núcleo terrestre.
Imagem: Pedro Spadi via ChatGPT
Além da Terra, o DarkInferno pode ser aplicado a outros planetas e exoplanetas, oferecendo uma nova via para investigar matéria escura fora de laboratórios convencionais.
Com informações de WizyThec
