A matéria escura é um fenómeno cósmico misterioso que representa 27% de toda a matéria e energia. Embora a matéria escura esteja à nossa volta, não podemos vê-la ou senti-la. Porém, os cientistas podem inferir a presença de matéria escura observando o comportamento da matéria normal em torno dela.

Os enxames de galáxias, que comportam milhares de galáxias, são importantes para explorar a matéria escura porque estão em regiões onde ela é mais densa do que a média. Os cientistas acreditam que quanto mais massivo é um enxame, mais matéria escura tem no seu ambiente. Uma nova investigação sugere, no entanto, que a ligação é ainda mais complicada.

"Os enxames de galáxias podem ser equiparados a grandes cidades do Universo. Da mesma forma que ao olharmos para as luzes de uma cidade, à noite, a partir de um avião, podemos inferir o seu tamanho, estes enxames dão-nos uma ideia da distribuição da matéria escura que não podemos ver," disse Hironao Miyatake do JPL da NASA, em Pasadena, Califórnia.

Um novo estudo liderado por Miyatake e publicado na Physical Review Letters sugere que a estrutura interna de um enxame de galáxias está ligada ao ambiente de matéria escura à sua volta. Esta é a primeira vez que se mostra que uma propriedade do enxame, para além da massa, está associada com a matéria escura em redor.

Os investigadores estudaram cerca de 9000 enxames de galáxias do catálogo de galáxias Sloan Digital Sky Survey

Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
O levantamento do céu SDSS é um projecto que tem por objectivo mapear detalhadamente um quarto de todo o céu, determinando posições e magnitudes absolutas de 100 milhões de objectos celestes, e determinando ainda a distância a mais de 1 milhão de galáxias e quasares. Os telescópios que participam neste projecto estão situados no Observatório de Apache Point (EUA). O SDSS é um projecto conjunto de instituições norte-americanas, alemãs e japonesas.

DR8, e dividiram-nas em dois grupos com base nas suas estruturas internas: um, no qual as galáxias individuais dentro dos enxames estão mais dispersas, e outro no qual estão mais agrupadas. Os cientistas usaram a técnica de lente gravitacional - observando de que modo a gravidade dos enxames curva a luz de outros objetos - para confirmarem que os dois grupos tinham massas semelhantes.

Mas quando os investigadores compararam os dois grupos, encontraram uma diferença importante na distribuição dos enxames de galáxias. Os enxames galácticos estão em média separados de outros enxames por 100 milhões de anos-luz. Mas no grupo de enxames com galáxias mais agrupadas havia menos enxames vizinhos a esta distância do que no grupo com galáxias mais dispersas. Por outras palavras, o ambiente de matéria escura em redor determina se as galáxias estão mais ou menos compactadas no enxame.

"Esta diferença resulta dos diferentes ambientes de matéria escura em que os grupos de enxames se formaram. Os nossos resultados indicam que a ligação entre um enxame de galáxias e a matéria escura em redor não se caracteriza apenas pela massa do enxame, mas também pela sua história de formação," afirmou Miyatake.

David Spergel, coautor do estudo e professor de astronomia na Universidade de Princeton, em Nova Jersey, acrescentou: “Os anteriores estudos observacionais haviam mostrado que a massa dos enxames é o fator mais importante na determinação das suas propriedades globais. O nosso trabalho revelou que a idade também conta: os enxames mais jovens vivem em ambientes diferentes de matéria escura em grande escala em relação aos mais velhos.”

Os resultados estão de acordo com as previsões da principal teoria sobre as origens do Universo. Depois de um evento ao qual se deu o nome de inflação cósmica, um período que durou menos de um bilionésimo de segundo após o Big Bang, houve pequenas alterações na energia do espaço, as chamadas flutuações quânticas. Essas alterações desencadearam, em seguida, uma distribuição não uniforme da matéria. Os cientistas dizem que os enxames de galáxias que vemos hoje resultaram de flutuações na densidade da matéria no início do Universo.

"A ligação entre a estrutura interna dos enxames de galáxias e a distribuição de matéria escura em redor é uma consequência da natureza das flutuações de densidade iniciais estabelecidas antes do Universo ter sequer um segundo de idade," disse Miyatake.

Os investigadores vão continuar a explorar estas ligações.

"Os enxames de galáxias são janelas notáveis para os mistérios do Universo. O seu estudo permite-nos aprender mais sobre a evolução da estrutura em larga escala do Universo, sobre a sua história, e também sobre a matéria e a energia escuras," concluiu Miyatake.

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/feature/jpl/galaxy-clusters-reveal-new-dark-matter-insights