Astrónomos descobrem forma revolucionária de “ver” a matéria escura

NASA, ESA e M. Montes

Abell S1063, um enxame de galáxias observado pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA como parte do programa Frontier Fields.

Usando dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, uma equipa de astrónomos empregou um método revolucionário para detetar matéria escura em enxames de galáxias.

O método permite que os astrónomos “vejam” a distribuição de matéria escura com mais precisão do que qualquer outro método usado até hoje e poderá, possivelmente, ser usado para explorar a natureza da matéria escura. Os resultados foram publicados na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Nas últimas décadas, os astrónomos tentaram entender a verdadeira natureza da misteriosa substância que compõe a maior parte da matéria no Universo – matéria escura – e mapear a sua distribuição no Universo. Agora, dois astrónomos da Austrália e da Espanha usaram dados do programa Frontier Fields do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para estudar com precisão a distribuição da matéria escura.

“Nós descobrimos uma maneira de ‘ver’ a matéria escura,” explica Mireia Montes (Universidade de Nova Gales do Sul, Austrália), autora principal do estudo. “Descobrimos que a luz muito fraca nos enxames galácticos, a luz intraenxame, mapeia o modo como a matéria escura está distribuída.”

A luz intraenxame é um subproduto das interações entre as galáxias. No decorrer dessas interações, as estrelas individuais são removidas das suas galáxias e flutuam livremente dentro do aglomerado. Uma vez livres das suas galáxias, acabam onde a maioria da massa do enxame, principalmente matéria escura, reside.

“Estas estrelas têm uma distribuição idêntica à da matéria escura, na medida em que a nossa tecnologia atual nos permite estudar,” explicou Montes. Tanto a matéria escura como estas estrelas isoladas – que formam a luz intraenxame – atuam como componentes sem colisão. Seguem o potencial gravitacional do próprio enxame.

O estudo mostrou que a luz intraenxame está alinhada com a matéria escura, traçando a sua distribuição com mais precisão do que qualquer outro método baseado em rastreadores luminosos até agora.

Este método também é mais eficiente do que o método mais complexo de usar lentes gravitacionais. Enquanto o segundo exige tanto a reconstrução precisa da imagem distorcida pela lente e campanhas espectroscópicas demoradas, o método apresentado por Montes utiliza apenas imagens profundas. Isto significa que, com o mesmo tempo de observação, o novo método permite estudar mais enxames.

Os resultados do estudo introduzem a possibilidade de explorar a natureza da matéria escura. “Se a matéria escura for autointerativa, podemos detetar este fenómeno como pequenos desvios na distribuição da matéria escura em comparação com este brilho estelar muito fraco,” destaca Ignacio Trujillo (Instituto de Astrofísica das Canárias, Espanha), coautor do estudo.

Atualmente, tudo o que se sabe sobre a matéria escura é que parece interagir gravitacionalmente com a matéria regular, mas não de qualquer outra maneira. A descoberta que autointerage colocaria restrições significativas na sua identidade.

Por enquanto, Montes e Trujillo planeiam investigar mais dos seis enxames originais para ver se o seu método continua correto. Outro teste importante do seu método será a observação e análise de enxames galácticos adicionais por outras equipas de investigação, para adicionar ao conjunto de dados e confirmar as suas descobertas.

A equipa também anseia pela aplicação das mesmas técnicas usando futuros telescópios espaciais como o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, que terá instrumentos ainda mais sensíveis capazes de resolver a fraca luz intraenxame no Universo distante. “Há possibilidade interessantes que devemos ser capazes de investigar nos próximos anos, estudando centenas de enxames de galáxias,” conclui Ignacio Trujillo.

// CCVAlg

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