Uma pequena equipe de astrônomos descobriu uma nova maneira de “ver” os elusivos halos de matéria escura que circundam as galáxias, com uma nova técnica 10 vezes mais precisa do que o melhor método anterior. O trabalho foi publicado em Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Os cientistas estimam atualmente que até 85% da massa do universo é efetivamente invisível. Essa “matéria escura” não pode ser observada diretamente, porque não interage com a luz da mesma forma que a matéria comum que compõe estrelas, planetas e a vida na Terra.

Então, como medimos o que não pode ser visto? A chave é medir o efeito da gravidade que a matéria escura produz.

Pol Gurri, estudante de doutorado da Swinburne University of Technology que liderou a nova pesquisa explica: “É como olhar para uma bandeira para tentar saber a quantidade de vento que existe. Você não pode ver o vento, mas o movimento da bandeira mostra a força do vento.”

A nova pesquisa enfoca um efeito chamado lente gravitacional fraca, que é uma característica da teoria geral da relatividade de Einstein. “A matéria escura distorce levemente a imagem de qualquer coisa por trás dela”, diz o professor Edward Taylor, que também esteve envolvido na pesquisa. “O efeito é como ler um jornal através da base de uma taça de vinho.”

Imagem processada de uma galáxia espiral, como pode ser observado após efeitos de lentes distorcerem a verdadeira forma da galáxia. Ao medir o movimento orbital do gás dentro de uma galáxia distante (visto aqui em rosa), as distorções gravitacionais podem ser medidas com muito mais precisão do que era possível anteriormente. Crédito: imagem original por usuário Det58 da ESA / Hubble & NASA / Flickr, modificação da imagem por Pol Gurri.

Lentes gravitacionais fracas já são uma das formas mais bem-sucedidas de mapear o conteúdo de matéria escura do Universo. Agora, a equipe de Swinburne usou o Telescópio ANU 2.3m na Austrália para mapear como as galáxias com lentes gravitacionais estão girando. “Porque sabemos como as estrelas e o gás devem se mover dentro das galáxias, sabemos aproximadamente como essa galáxia deveria se parecer”, diz Gurri. “Medindo o quão distorcidas são as imagens reais da galáxia, então podemos descobrir quanta matéria escura seria necessária para explicar o que vemos.”

A nova pesquisa mostra como essa informação de velocidade permite uma medição muito mais precisa do efeito de lente do que seria possível usando apenas a forma. “Com nossa nova maneira de ver a matéria escura”, diz Gurri, “esperamos obter uma imagem mais clara de onde está a matéria escura e que papel ela desempenha na forma como as galáxias se formam.”

Fotografia do telescópio de 2,3 m da Australian National University (ANU) no Siding Spring Observatory. Crédito: Australian National University.

Futuras missões espaciais, como o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da NASA e o Telescópio Espacial Euclid da Agência Espacial Europeia, são projetadas, em parte, para fazer esses tipos de medições com base nas formas de centenas de milhões de galáxias. “Mostramos que podemos dar uma contribuição real a esses esforços globais com um telescópio relativamente pequeno construído na década de 1980, apenas pensando no problema de uma maneira diferente”, acrescenta Taylor.

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