Os enxames de galáxias consistem em milhares de galáxias gravitacionalmente ligadas entre si em enormes estruturas. Devido à expansão do Universo, os enxames a maiores desvios para o vermelho, quando o Universo era mais jovem e mais denso, aparentam ser mais densos. Segundo Joseph Mohr, professor na Universidade do Illinois (EUA), os levantamentos de enxames de galáxias que examinam o Universo a grandes desvios para o vermelho podem potencialmente fornecer informação sobre a quantidade e a natureza tanto da matéria escura como da energia escura.

"Até agora, os enxames de galáxias apenas foram usados para estudar a componente de matéria escura do Universo", salientou Mohr. "Nós medíamos a massa total de um enxame de galáxias e determinavamos qual a fracção dessa massa que era constituída por matéria vulgar ou bariónica". Estas medições mostraram que a matéria bariónica e a matéria escura não são suficientes para justificar a geometria do Universo. Acredita-se agora que o Universo está a expandir-se a uma velocidade cada vez maior, e é dominado por uma misteriosa energia escura que é responsável por essa expansão.

Mohr propõe caracterizar a energia escura através da sua equação de estado, deduzindo-a com base no mapeamento da distribuição dos desvios para o vermelho dos enxames de galáxias. Utilizando dados recolhidos pelo observatório de raios-X Chandra (NASA), espera deduzir relações de proporcionalidade, tais como a relação entre massa e luminosidade ou tamanho, de enxames de galáxias, e a forma como estas relações evoluem com o desvio para o vermelho, reflectindo a densidade crescente do Universo em tempos mais recuados.

Em particular, Mohr e os seus colaboradores estudam o efeito que os electrões quentes, presentes no interior dos enxames de galáxias, têm sobre a radiação de fundo de microondas - a impressão digital do Big Bang. Os enxames de galáxias são constituídos por matéria escura, galáxias e gás quente. Os electrões presentes nesse gás dispersam os protões produzindo raios-X. A emissão de raios-X diminui a maiores desvios para o vermelho devido às maiores distâncias envolvidas. "Existe também uma tendência para os electrões cederem alguma da sua energia aos fotões da radiação de fundo de microondas, causando um ligeiro desvio no espectro do corpo negro", disse Mohr. "Esta distorção resultante - chamada efeito de Sunyaev-Zeldovich - surge, em certas frequências, como um ponto frio na radiação de fundo de microondas. Sendo uma distorção no espectro, no entanto, o efeito não depende da distância, como acontece com os raios-X".

Ao comparar a emissão de raios-X com o efeito de Sunyaev-Zeldovich, Mohr pode estudar enxames de galáxias mais obscurecidos, com maior desvio para o vermelho, que são actualmente inacessíveis através de outros meios. Estas medições, que relacionam a distribuição do desvio para o vermelho dos enxames de galáxias com a estrutura e a distribuição espacial, deverão determinar a equação de estado da energia escura e, dessa forma, ajudar a definir a essência da energia escura.

"No contexto do cenário padrão de formação de estruturas, os levantamentos de galáxias fornecem medições da geometria do Universo e a natureza da matéria escura e da energia escura", disse Mohr. "Mas para interpretarmos correctamente estes levantamentos, é preciso, primeiro, compreender a forma como a estrutura dos enxames de galáxias muda à medida que olhamos para trás no tempo".

Mohr e os seus colaboradores apresentaram os seus resultados durante um encontro da Sociedade Americana de Física, em Abril de 2002.

Notícia original: http://www.news.uiuc.edu/scitips/02/0422darkenergy.html