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ENXAMES GALÁCTICOS REVELAM NOVAS PERSPETIVAS SOBRE A MATÉRIA ESCURA
26 de janeiro de 2016

 


Esta imagem do Telescópio Espacial Hubble mostra a região interna de Abell 1689, um enorme enxame de galáxias. Os cientistas dizem que os enxames galácticos que vemos hoje resultaram de flutuações na densidade da matéria no início do Universo.
Crédito: NASA/ESA/JPL-Caltech/Yale/CNRS
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A matéria escura é um fenómeno cósmico misterioso que corresponde a 27% de toda a matéria e energia. Embora a matéria escura esteja sempre à nossa volta, não a podemos ver ou sentir. Mas os cientistas podem inferir a presença da matéria escura observando como a matéria normal se comporta em torno dela.

Os enxames galácticos, que consistem em milhares de galáxias, são importantes para explorar a matéria escura porque residem numa região onde tal matéria é mais densa do que a média. Os cientistas pensam que quanto mais massivo é o enxame, mais matéria escura tem no seu ambiente. Mas uma nova pesquisa sugere que a ligação é mais complicada do que isso.

"Os enxames galácticos são como as grandes cidades do nosso Universo. Da mesma forma que podemos olhar para as luzes de uma cidade à noite, a partir de um avião, e inferir o seu tamanho, estes enxames dão-nos uma ideia da distribuição da matéria escura que não podemos ver," afirma Hironao Miyatake do JPL da NASA em Pasadena, no estado americano da Califórnia.

Um novo estudo publicado na Physical Review Letters, liderado por Miyatake, sugere que a estrutura interna de um aglomerado de galáxias está ligada ao ambiente de matéria escura em seu redor. Esta é a primeira vez que se mostra que uma propriedade, além da massa do enxame, está associada com a matéria escura.

Os investigadores estudaram cerca de 9000 enxames galácticos do catálogo de galáxias SDSS (Sloan Digital Sky Survey) DR8 e dividiram-nos em dois grupos consoante as suas estruturas internas: um, no qual as galáxias individuais dentro dos enxames estavam mais espalhadas, e o outro no qual estavam agrupadas mais intimamente. Os cientistas usaram uma técnica chamada lente gravitacional - observando como a gravidade dos enxames curva a luz de outros objetos - para confirmar que ambos os grupos tinham massas semelhantes.

Mas quando os cientistas compararam os dois grupos, encontraram uma diferença importante na distribuição dos enxames galácticos. Normalmente, os aglomerados de galáxias estão separados dos outros, em média, por 100 milhões de anos-luz. Mas para o grupo de enxames com galáxias mais próximas umas das outras, havia menos aglomerados vizinhos a esta distância do que no grupo com enxames mais dispersos. Por outras palavras, o ambiente de matéria escura em seu redor determina quão agrupado é o enxame de galáxias.

"A diferença é o resultado dos diferentes ambientes de matéria escura em que os grupos de enxames se formam. Os nossos resultados indicam que a ligação entre um aglomerado de galáxias e a matéria escura em redor não se caracteriza apenas pela massa do enxame, mas também pela sua história de formação," comenta Miyatake.

David Spergel, coautor do estudo e professor de astronomia na Universidade de Princeton em Nova Jersey, acrescenta: "estudos observacionais anteriores haviam mostrado que a massa dos enxames é o fator mais importante na determinação das suas propriedades globais. O nosso trabalho mostra que a 'idade também conta': enxames mais jovens vivem em ambientes diferentes de matéria escura em grande escala do que os enxames mais velhos."

Os resultados estão em linha com as previsões da teoria principal acerca das origens do nosso Universo. Depois de um evento chamado inflação cósmica, um período de menos de um bilionésimo de segundo após o Big Bang, existiram pequenas mudanças na energia do espaço chamadas flutuações quânticas. Estas mudanças, em seguida, desencadearam uma distribuição não uniforme da matéria. Os cientistas dizem que os aglomerados de galáxias que vemos hoje resultaram de flutuações na densidade da matéria no início do Universo.

"A ligação entre a estrutura interna dos enxames galácticos e a distribuição da matéria escura em redor é uma consequência da natureza das flutuações de densidade iniciais estabelecidas antes do Universo ter sequer um segundo de idade," explica Miyatake.

Os investigadores vão continuar a explorar estas ligações.

"Os enxames galácticos são janelas notáveis sobre os mistérios do Universo. Ao estudá-los, podemos aprender mais sobre a evolução da estrutura em larga escala do Universo e sobre a sua história, bem como da matéria escura e da energia escura," conclui Miyatake.

 


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Esta comparação de enxames galácticos do catálogo SDSS DR8 mostra um enxame disperso (esquerda) e um enxame mais densamente agrupado (direita). Um novo estudo mostra que estas diferenças estão relacionadas com o ambiente de matéria escura em redor.
Crédito: Sloan Digital Sky Survey
(clique na imagem para ver versão maior)


Links:

Notícias relacionadas:
NASA (comunicado de imprensa)
Physical Review Letters
Artigo científico (arXiv.org)

Enxames galácticos:
Wikipedia

Matéria escura:
Wikipedia

Lentes gravitacionais:
Wikipedia

Universo:
Universo (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)

 
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