(dr) HST/Oliver Müller
Os “caçadores” da matéria escura podem não saber quase nada sobre esta massa que abunda no Universo mas sabem, a partir de agora e graças a uma nova investigação, que a matéria escura pode ser aquecida e até movimentada.
A história da matéria escura, que há anos tira o sono a astrónomos e físicos, tem tanto de fascinante como de “velha”: apesar de a matéria escura ocupar grande parte do Cosmos (85%), esta não pode ser observada diretamente, uma vez que não interage com a luz da mesma forma que a restante matéria. Assim, os cientistas veem-se limitados a estudá-la a partir dos seus efeitos gravitacionais sobre a matéria visível. Também a sua composição continua, até então, envolta em mistério.
Os cientistas desvendaram agora um fragmento deste puzzle. Pela primeira vez, uma equipa de investigação encontrou evidências de que a matéria escura pode ser aquecida e movimentada como resultado da formação estelar em galáxias anãs.
Os resultados da investigação, publicados no início do mês de janeiro na revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, descrevem a primeira evidência observacional do efeito conhecido como “o aquecimento da matéria escura”, dando novas pistas sobre o que compõe esta misteriosa massa.
A equipa, que contou com especialistas da Universidade de Surrey, no Reino Unido, da Universidade de Carnegie Mellon, nos Estados Unidos, e do Instituto Federal de Tecnologia de Zurique, na Suíça, foi à procura de evidências da matéria escura nos centros de galáxias anãs próximas. As galáxias anãs, também conhecidas como galáxias satélite, são aglomerados relativamente pequenos e fracos que orbitam por norma galáxias de maiores dimensões, como é o caso da Via Láctea.
Quando as estrelas se formam, explica a equipa em comunicado, ventos fortes podem empurrar gás e poeira para longe do coração da galáxia. Consequentemente, o centro galático fica com menos massa, afetando o quão a gravidades é sentida pela matéria escura restante. Assim, e como há menos atração gravitacional, a matéria escura ganha energia e migra para longe do centro – fenómeno ao qual se apelidou de “aquecimento da matéria escura”.
Quanto mais antigas, menor aquecimento de matéria escura
Para provar a movimentação e o aquecimento da matéria escura, a equipa de astrofísicos mediu a matéria escura existente nos centros galácticos de 16 galáxias anãs com histórias de formação estelar muito distintas.
Os resultados mostraram que as galáxias que pararam de formar estrelas há muito tinham maiores densidades de matéria escura nos seus centros galácticos comparativamente àquelas que ainda hoje formam estrelas. Os dados apoiam assim a hipótese de que as galáxias mais antigas tinham menos aquecimento de estrelas.
“Encontramos uma relação verdadeiramente notável entre a quantidade de matéria escura existente no centros das galáxias anãs e a quantidade de formação estelar que estas galáxias experimentam ao longo das suas vidas”, explicou o professor Justin Read, autor principal do estudo e chefe do Departamento de Física da Universidade de Surrey.
E sustenta: “A matéria escura no centro das galáxias formadores de estrelas parece ter sido ‘aquecia’ e empurrada para fora”.
J. Read et al.
A formação de estrelas em pequenas galáxias anãs pode “aquecer” lentamente a matéria escura, empurrando-a para fora do seu centro galático. A imagem da esquerda mostra a densidade de hidrogénio numa galáxia anã simulada. A imagem da direita mostra o mesmo para uma galáxia anã real, a IC 1613.
A investigação restringe assim os limites dos modelos sobre a matéria escura: esta massa deve ser capaz de formar galáxias anãs pequenas que exibam uma gama de densidades centrais, densidades estas que devem estar relacionadas com a quantidade de estrelas que vão formando ao longo da sua vida.
“Este estudo pode ser a ‘prova flagrante‘ que nos levará mais perto de perceber o que é a matéria escura. A nossa descoberta de que a matéria escura pode ser aquecida e movimentada pode ajudar a motivar mais investigação em busca de partículas de matéria escura”, considerou Matthew Walker, professor da Universidade de Carnegie Mellon.
Apesar do avanço científico, ficam ainda muitas perguntas por responder. Cientes disto, a equipa de astrofísicos espera, no futuro, expandir este trabalho, medindo a densidade central da matéria escura numa maior amostra de galáxias anãs.
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E se a matéria escura, que é atrativa, for composta, exclusivamente, por gravitões – partícula portadora de força gravitacional – . E se a energia escura, que é intensamente repulsiva, for composta por anti-gravitões. A teoria padrão só ficará completa quando o gravitão fizer parte da teoria. Desta forma, a curvatura do espaço deixaria de fazer sentido, pois, a atração entre os corpos não passaria de uma troca, incessante, de gravitões.