Colisões de aglomerados de galáxias aprofundam mistério da natureza da matéria escura

A natureza da matéria escura é um dos grandes mistérios atuais da ciência. Apesar de responder por cerca de 85% de toda matéria no Universo, ela praticamente não interage com a chamada matéria bariônica, ou “comum”, que compõe todas as galáxias, estrelas, planetas e nós mesmos e constitui os 15% restantes, nem com a luz, o que faz dela essencialmente invisível. Sua presença, no entanto, pode ser inferida pelos seus efeitos gravitacionais. Graças à atração exercida pela matéria escura, estrelas vistas orbitando suas galáxias a velocidades mais altas do que seria esperado se só existisse a matéria comum não “saem voando” delas, e sua concentração em aglomerados de galáxias produz fenômeno conhecido como lente gravitacional, que distorce e amplifica a luz emitida por objetos mais distantes.

Mas embora a existência da matéria escura seja considerada quase certa pelos cientistas, sua natureza permanece desconhecida. Várias teorias foram propostas para explicar o quê ela seria, algumas um tanto exóticas, como um defeito quântico na própria origem do Universo ou massas encerradas em outras dimensões, e outras simples, como a de que nossas ideias atuais sobre a gravidade precisam ser modificadas. Uma das hipóteses mais aceitas pelos especialistas atualmente, porém, é de que a matéria escura seria composta por um tipo ou grupo de partículas subatômicas ainda não descobertos, mas também é aí que termina o consenso entre eles. As características e propriedades desta ou destas partículas, e como detectá-las, são temas de intensos debates.

Assim, numa tentativa de restringir os parâmetros para esta busca, pesquisadores da Escola Politécnica Federal de Lausanne (EPFL), na Suíça, e das universidades de Edimburgo e Durham, no Reino Unido, analisaram o aparente comportamento da matéria escura em colisões de aglomerados de galáxias e descobriram que, se ela é formada mesmo por partículas subatômicas ainda desconhecidas, estas partículas também mal interagem entre si. Entre as maiores estruturas conhecidas no Universo, estes aglomerados de galáxias também são compostos em grande parte pela matéria escura, o que faz deles verdadeiros laboratórios cósmicos para testar as hipóteses sobre sua natureza, em especial quando colidem e forçam esta misteriosa substância neles contida a interagir.


Colagem de seis das 72 colisões de aglomerados de galáxias usadas no estudo combina as observações em luz visível do Hubble com as em raios x do observatório espacial Chandra que mostram os efeitos dos choques nas estrelas e gases contidos nas galáxias (em rosa) e nas suas respectivas concentrações de matéria escura (em azul)
Foto: Nasa/ESA

Para o estudo, os pesquisadores avaliaram dados coletados pelos telescópios espaciais Hubble (luz visível) e Chandra (raios x) de 72 colisões de aglomerados de galáxias espalhados pelo Universo, entre eles a do chamado Bullet Cluster (“Aglomerado da Bala”, numa tradução livre), em que o gás das galáxias em interação assumiu um formato parecido com o de um projétil e é considerada uma das mais fortes evidências atuais da existência da matéria escura.

– Sabemos como os gases e as estrelas reagem a estas colisões cósmicas e como emergem de seus destroços, e comparar isso com como a matéria escura se comporta pode nos ajudar a restringir as buscas sobre o que de fata ela é – explica David Harvey, pesquisador da EPFL e principal autor de artigo sobre o estudo, publicado na edição desta semana da revista “Science”.

Em colisões como estas, as nuvens de gás presentes nas galáxias se chocam umas com as outras, desacelerando ou mesmo parando. Já as estrelas, devido aos grandes espaços entre elas, mal afetam umas as outras, embora no improvável caso de duas delas se chocarem as forças envolvidas seriam imensas. E, para a surpresa dos cientistas, a matéria escura, como as estrelas, também parece atravessar estas violentas colisões sem se desacelerar.

Diferentemente das estrelas, porém, isso não aconteceu porque as concentrações de matéria escura estão muito distantes umas das outras durante o processo de interação. De acordo com a principal teoria atual, a matéria escura se distribui de forma homogênea nos aglomerados de galáxias, então suas partículas deveriam se aproximar frequentemente. Assim, a razão dela não se desacelerar deve ser porque as partículas de matéria escura não só não pouco interagem com as da matéria visível como também interagem muito menos do se imaginava entre elas próprias.

– Estudo anterior já tinha observado um comportamento similar no Aglomerado da Bala, mas é difícil interpretar o que se está vendo quando se tem apenas um exemplo – conta Richard Massey, pesquisador da Universidade de Durham e um dos coautores do artigo na “Science”. – Cada colisão dura milhões de anos, então no tempo de uma vida humana só conseguimos ver um momento congelado de um único ângulo de câmera. Mas agora que estudamos muito mais colisões, podemos começar a montar o filme completo e entender melhor o que está acontecendo.

Ao verificar que a matéria escura mal interage com si própria, o estudo desafia, mas não descarta, a ideia de que ela seria composta por partículas. Isso porque elas podem ter propriedades mais ricas e formas de interação mais complexas que ainda precisam ser pesquisadas. De qualquer forma, os cientistas destacam que a descoberta revela mais uma peça do quebra-cabeça de sua natureza.

– Empurramos a probabilidade de duas “partículas de matéria escura” interagirem para menos que a probabilidade de dois prótons interagirem, o que significa que a matéria escura provavelmente não é composta apenas por “prótons escuros” – diz Harvey. – Mas como ainda há muitos candidatos viáveis para o que é a matéria escura, o jogo não acabou, e estamos chegando mais perto de uma resposta

FONTE: O GLOBO (Autor: Cesar Baima)
Advertisements

One thought on “Colisões de aglomerados de galáxias aprofundam mistério da natureza da matéria escura

Deixe uma Resposta

Preencha os seus detalhes abaixo ou clique num ícone para iniciar sessão:

Logótipo da WordPress.com

Está a comentar usando a sua conta WordPress.com Terminar Sessão / Alterar )

Imagem do Twitter

Está a comentar usando a sua conta Twitter Terminar Sessão / Alterar )

Facebook photo

Está a comentar usando a sua conta Facebook Terminar Sessão / Alterar )

Google+ photo

Está a comentar usando a sua conta Google+ Terminar Sessão / Alterar )

Connecting to %s