Comece com uma grande quantidade de matéria escura, misture gás e mexa. Deixe a mistura repousar um bocado e uma galáxia deverá surgir a partir desta massa.

Esta receita simples para cozinhar galáxias não pode ser feita em casa, mas reflecte aquilo que os astrónomos estão a aprender acerca de formação de galáxias. Da mesma maneira que se coze o pão com fermento, é necessária uma substância misteriosa do Universo, chamada matéria escura, para fazer crescer uma galáxia.

Recentemente, um novo estudo baseado em observações realizadas pelo Telescópio Espacial Spitzer (NASA) veio clarificar aquilo que se sabe acerca desse ingrediente essencial das galáxias. Os resultados foram publicados num artigo no Astrophysical Journal Letters, cujo primeiro autor é D. Farrah, da Universidade de Cornell (Nova Iorque). O artigo sugere que não só é necessário matéria escura, mas que também uma quantidade mínima dessa matéria tem que estar presente antes de uma galáxia se formar. Uma quantidade menor implicaria a ausência de galáxia – o correspondente cósmico de um pão que não fermentou.

O conceito de matéria escura surgiu nos anos 70 quando a astrónoma Vera Rubin verificou que a velocidade orbital das estrelas em algumas galáxias não obedecia ao que seria de esperar tendo em conta a distribuição da massa nestas galáxias. Uma das hipóteses avançadas, e a mais aceite actualmente, é que existe uma massa invisível que causa a gravidade complementar necessária para se observar esse efeito.

Como o seu nome sugere, a matéria escura não emite luz, e por isso nenhum telescópio convencional consegue observá-la directamente. A chamada matéria comum, que inclui plantas e pessoas e todo o tipo de objectos cósmicos, emite radiação electromagnética, ou seja, luz. No Universo existe cerca de cinco vezes mais matéria escura do que matéria comum.

Farrah e os seus colegas usaram dados do levantamento do céu no infravermelho que o telescópio Spitzer está a realizar (o Spitzer Wide-area Infrared Extragalactic survey) para estudar centenas de objectos distantes, chamados galáxias ultraluminosas no infravermelho, situadas a milhares de milhões de anos-luz de distância. Estas galáxias jovens são incrivelmente brilhantes e repletas de actividade de formação estelar.

Inicialmente, os investigadores quiseram entender melhor como é que as galáxias jovens e a matéria escura evoluem e se agregam para formar os enxames gigantes de galáxias maduras que dominam o Universo actual. “Poderá pensar-se que as galáxias estão simplesmente distribuídas aleatoriamente pelo céu, como quando se atira uma mão cheia de areia para o chão,” disse Farrah. “Mas não estão, e a razão para isso acontecer poderá ser o facto dos aglomerados de matéria escura à volta das jovens galáxias estarem a atrair-se mutuamente como cola.”

Determinando o quão compactamente as galáxias ultraluminosas no infravermelho começaram a agrupar-se, Farrah e os seus colegas foram capazes de medir indirectamente a quantidade de “cola” de matéria escura presente. Quanto mais compacto o agrupamento, maior a quantidade de matéria escura. Eles fizeram estes cálculos para dois conjuntos de galáxias a diferentes distâncias da Terra.

Foi aí que repararam em algo estranho. Em todas as galáxias que estudaram, independentemente da sua distância, parecia haver agregados de matéria escura circundantes do mesmo tamanho, com o equivalente a 10 biliões de massas solares. Visto os astrónomos não encontrarem quaisquer galáxias associadas a menos de 10 biliões de massas solares de matéria escura, eles acreditam que esta deverá ser a quantidade mínima necessária para se formar uma galáxia ultraluminosa no infravermelho.

Estes agregados de matéria escura poderão ser como sementes que dão origem a estas galáxias distantes. Os astrónomos sabem que galáxias semelhantes a estas, mas próximas de nós, se formam de uma maneira completamente diferente, e por isso, o que se está a aprender neste estudo aplica-se a outra época do nosso Universo, que ocorreu há muito tempo.

Se outros tipos de galáxias nascem ou não através de processos semelhantes é um debate actual entre os cientistas. Estudos anteriores em galáxias muito energéticas chamadas quasares sugeriram que esses objectos também requerem uma massa mínima de matéria escura para crescerem. Só que nesse caso, a “pasta” inicial das galáxias não é tão densa, com cerca de quatro a cinco biliões de massas solares.

Parece que os astrónomos terão que esperar mais um pouco para que o Universo revele as suas receitas de família mais bem guardadas.

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/vision/universe/starsgalaxies/spitzerf-20060615.html