Filamentos de matéria escura, como o que liga os
aglomerados galácticos Abell 222 e Abell 223, talvez tenham mais da metade da
matéria do Universo.
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Matéria Escura Revelada
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Medida direta confirma existência em superaglomerado
galáctico
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por Zeeya Merali
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Uma pequena parte da matéria escura do Universo, que dita
onde as galáxias se formam, foi observada pela primeira vez: pesquisadores
detectaram diretamente uma fina ponte de matéria escura unindo dois aglomerados
galácticos. Para isso, usaram uma técnica que poderia ajudar astrofísicos a
compreender a estrutura do Universo e identificar a constituição da misteriosa
substância invisível.
De acordo com o modelo padrão da cosmologia, estrelas e galáxias visíveis
traçam um padrão no céu conhecido como teia cósmica, originalmente produzida
pela matéria escura – a substância que se acredita ser responsável por quase
80% da matéria do Universo. Logo após o Big Bang, regiões levemente mais densas
que outras atraíram matéria escura, que acabou se aglomerando e colapsando em
“panquecas” planas. “Onde existe uma interseção dessas “panquecas” vemos
grandes faixas de matéria escura, ou filamentos”, explica Jörg Dietrich,
cosmólogo do University Observatory Munich, na Alemanha. Aglomerados de
galáxias se formaram nos nós da teia cósmica, onde esses filamentos se
cruzavam.
A presença de matéria escura geralmente é inferida pela maneira com que sua
forte gravidade curva a luz proveniente de galáxias distantes, distorcendo seus
formatos aparentes como visto pelos telescópios da Terra. Mas é difícil
observar essas ‘lentes gravitacionais’ de matéria escura em filamentos porque
eles têm relativamente pouca massa.
Dietrich e seus colegas contornaram esse problema estudando um filamento
especialmente massivo, de 18 megaparsecs, que conecta os aglomerados galácticos
Abell 222 e Abell 223. Por sorte, essa ponte sombria é orientada de modo que a
maior parte de sua massa esteja localizada ao longo da linha de visão da Terra,
o que aumenta o efeito de lente, como explica Dietrich. A equipe examinou a
distorção de mais de 40 mil galáxias de fundo e calculou que a massa do
filamento é de 6,5 × 1013 a 9,8 × 1013 vezes a
massa do Sol. Seus resultados foram publicados essa semana na Nature.
Equação da massa
Examinando os raios-X provenientes do plasma do filamento, observados pelo
satélite XMM-Newton, a equipe calculou que não mais de 9% da massa do filamento
poderia ser composta de gás quente. As simulações por computador da equipe
sugerem que aproximadamente mais 10% da massa do filamento poderia se dever a
estrelas e galáxias visíveis. Dietrich aponta que a maior parte, portanto, deve
ser matéria escura.
Mark Bautz, astrofísico do Massachusetts Institute of Technology, em Cambridge,
ressalta que astrofísicos não sabem exatamente como a matéria visível segue os
caminhos produzidos pela matéria escura. “A parte empolgante é que nesse
sistema incomum nós podemos mapear tanto a matéria escura quanto a matéria visível
juntas, e tentar entender como elas se conectam e evoluem ao longo do
filamento”, declara ele. O telescópio espacial de raios-X do Japão, Astro-H,
com lançamento previsto para 2014, conseguirá determinar o estado de ionização
e a temperatura do plasma no filamento, o que ajudará a discriminar entre os
diferentes modelos para a formação da estrutura.
O refinamento da técnica também poderia ajudar a determinar a identidade da
matéria escura – se é composta de partículas frias (lentas) ou quentes (rápidas),
como um neutrino – já que partículas distintas se acumulam de maneiras
diferentes ao longo do filamento. A missão espacial Euclid, com lançamento
previsto para 2019, fornecerá mais dados sobre as lentes. “Isso complementará
as buscas diretas por matéria escura no Grande Colisor de Hádrons, por
exemplo”, reforça Alexandre Refregier, cosmólogo do ETH Zurich, o Instituto
Federal de Tecnologia de Zurique.
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