Mapa de matéria escura fria apresenta estrutura prevista teoricamente

2005-01-14

Imagem do efeito de lente gravitacional de galáxias (amarelo a vermelho) e halos de concentração de matéria escura (azul). Crédito: P. Natarajan et al.
Os enxames de galáxias
enxame de galáxias
Um enxame, ou aglomerado, de galáxias é um conjunto de galáxias gravitacionalmente ligadas. A Via Láctea pertence ao aglomerado chamado Grupo Local de galáxias. O enxame de galáxias mais próximo de nós é o Enxame da Virgem.
são tipicamente constituídos por centenas de galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
, unidas pelo efeito da gravidade. Cerca de 90% da sua massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
, tipicamente o equivalente a biliões de sóis, é constituída por matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
; o restante, é gás quente e estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
.

Embora se saiba pouco sobre a matéria escura fria, pensa-se que esta possui estrutura em todas as magnitudes, ou seja, em qualquer escala, encontram-se estruturas formadas por regiões de maior concentração de matéria escura fria. Modelos teóricos de propriedades de concentração de matéria escura foram derivadas a partir de simulações de alta resolução do crescimento de estrutura no Universo, com base no Modelo da Concordância. Apesar de já existirem evidências que apoiem o Modelo da Concordância de um Universo maioritariamente constituído por matéria escura fria, até agora nunca se tinha detectado a subestrutura por ele prevista.

Num recente estudo publicado na revista científica Astrophysical Journal Letters, P. Natarajan (Universidade de Yale, EUA) e os seus colegas analisaram um conjunto de dados observacionais obtidos pelo Telescópio Espacial Hubble
Hubble Space Telescope (HST)
O Telescópio Espacial Hubble é um telescópio espacial que foi colocado em órbita da Terra em 1990 pela NASA, em colaboração com a ESA. A sua posição acima da atmosfera terrestre permite-lhe observar os objectos astronómicos com uma qualidade ímpar.
(NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
/ESA
European Space Agency (ESA)
A Agência Espacial Europeia foi fundada em 1975 e actualmente conta com 15 países membros, incluindo Portugal.
) e criaram um mapa espacial que mostra que a matéria escura nos enxames de galáxias apresenta regiões de maior concentração, que formam subestruturas.

Os investigadores tiraram proveito do efeito das lentes gravitacionais
efeito de lente gravitacional
O efeito de lente gravitacional consiste na deflexão da luz provocada pelo campo gravitacional muito forte de um objecto que se encontra entre o observador e a fonte de luz. Por exemplo, uma galáxia, ou um enxame de galáxias, que se encontre entre nós e um objecto astronómico muito distante, como um quasar, pode actuar como uma lente gravitacional. Tipicamente, o efeito de lente gravitacional faz com que se observe, numa única fotografia, mais do que uma imagem do mesmo objecto.
, que permite observar radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
de galáxias distantes deflectida pela presença de objectos de massa elevada na linha de visão. Os investigadores medem as deflexões de luz que indicam concentrações estruturais de matéria escura. Quando criaram o mapa da distribuição de matéria escura e compararam os resultados com o que se esperava teoricamente do Modelo da Concordância, encontraram um acordo muito bom - o modelo passa o teste de subestruturas para o intervalo de massa de galáxias típicas de enxames, que é sensível a esta técnica.

Os investigadores acreditam que as propriedades destas concentrações de matéria escura possuem a chave para descobrirmos a natureza da matéria escura. A questão mantém-se se estas previsões e observações concordam com estruturas de concentrações de menor massa, que ainda não se conseguem detectar.

Fonte da notícia: http://www.yale.edu/opa/newsr/05-01-06-01.all.html