Uma equipa de astrónomos, liderada pela Universidade de Durham (Reino Unido), criou o mapa de maior resolução da matéria escura que circula no Universo, mostrando a sua influência na formação de estrelas, galáxias e planetas. A pesquisa, baseada em novos dados do Telescópio Espacial James Webb (Webb) da NASA, foi publicada na revista Nature Astronomy.
O estudo especial foi liderado pela Durham University, pelo Jet Propulsion Laboratory (JPL) da NASA e pela École Polytechnique Fédéral de Lausanne (EPFL), na Suíça. A pesquisa conta mais sobre como essa substância invisível ajuda a atrair objetos comuns para galáxias como a Via Láctea e planetas como a Terra.
O novo mapa confirma pesquisas anteriores e fornece novos detalhes sobre a relação entre a matéria escura e a matéria comum que nos constitui e tudo o que podemos tocar ou ver.
Quando o universo começou, a matéria escura e a matéria normal provavelmente mal estavam separadas. Os cientistas acreditam que a matéria escura primeiro se uniu e depois atraiu a matéria normal, criando uma região onde estrelas e galáxias começaram a se formar. Desta forma, a matéria escura determinou a distribuição de muitas galáxias que vemos hoje no Universo.
Ao impulsionar a formação de galáxias e estrelas mais cedo do que teria ocorrido de outra forma, a matéria escura também ajudou a criar as condições para a formação de planetas. Sem ele, nossa galáxia não teria os elementos que permitiriam a formação de vida.
Gavin Leroy, co-autor da investigação, do Instituto de Cosmologia Computacional do Departamento de Física da Universidade de Durham, disse: “Ao representar a matéria escura com uma precisão sem precedentes, o mapa mostra como os componentes invisíveis do Universo estão estruturados para permitir a formação de galáxias, estrelas e, em última análise, de vida.” Este mapa revela o papel invisível mas essencial da matéria escura, a verdadeira arquiteta do universo, organizando gradualmente as estruturas observadas através dos telescópios.
A matéria escura não emite, reflete, absorve ou bloqueia a luz e passa através de objetos comuns como fantasmas. No entanto, está ligado ao resto do universo através da gravidade, algo que o novo mapa mostra com um novo nível de clareza. A evidência desta interação é o grau em que os mapas da matéria escura e da matéria normal se sobrepõem.
Segundo a pesquisa, as observações de Webb confirmam que este alinhamento próximo não pode ser uma coincidência. Os astrônomos dizem que isso ocorre porque a densidade da matéria escura atraiu a matéria normal para ela ao longo da história cósmica.
O professor Richard Massey, coautor da pesquisa, do Instituto de Cosmologia Computacional do Departamento de Física da Universidade de Durham, explica: “Onde quer que haja matéria normal no universo hoje, também existe matéria escura.
A área coberta pelo novo mapa é uma parte do céu com cerca de 2,5 vezes o tamanho da lua cheia, na constelação de Sextans. Webb pesquisou esta área durante cerca de 255 horas e encontrou quase 800.000 galáxias, a primeira vez que foram vistas. A equipe científica procurou então a matéria escura estudando como sua massa torce o espaço, o que desvia a luz de galáxias distantes em direção à Terra, como se a luz dessas galáxias passasse através de um vidro invertido.
O mapa inclui 10 vezes mais galáxias do que mapas da região feitos por observadores terrestres e duas vezes mais do que o Telescópio Espacial Hubble. Como tal, revela novos aglomerados de matéria escura e obtém uma visão de maior resolução de regiões anteriormente observadas pelo Hubble.
A coautora da pesquisa, Diana Scognamiglio, do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, explica: “Este é o maior mapa que fizemos com Webb e é duas vezes maior que o mapa de matéria escura de qualquer outro observatório. Antes, vimos imagens tênues de matéria escura. Detalhes.”
Para melhorar as medições de distância de muitas galáxias para o mapa, a equipe usou o Webb Mid-Infrared Instrument (MIRI). O Centro de Astronomia Extragaláctica da Universidade de Durham contribuiu para o desenvolvimento do MIRI, que foi desenvolvido e mantido até o JPL.
O comprimento de onda do MIRI torna-o especialista na detecção de galáxias obscurecidas por nuvens de poeira cósmica. Assim, o próximo plano da equipa é mapear a matéria escura em todo o Universo, utilizando o telescópio Euclid da Agência Espacial Europeia (ESA) e o futuro Telescópio Roman Nancy Grace.
Desta forma, aprenderão mais sobre a natureza fundamental da matéria escura e como esta pode ter mudado ao longo da história cósmica. No entanto, esta parte do céu estudada nesta última investigação será a referência contra a qual todos os mapas futuros serão refinados e comparados.
A pesquisa mais recente foi financiada pela NASA, o RCUK/Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia (STFC), a Secretaria de Estado Suíça para Educação, Pesquisa e Inovação (SERI), a Instalação Central de Laser RCUK/STFC no Laboratório Rutherford Appleton do STFC e o Centro Nacional de Estudos Espaciais.
