o mistério que compõe um terço do Universo

A matéria escura é uma substância misteriosa que constitui cerca de 27% do Universo, segundo a Agência Espacial Europeia, mas que não pode ser observada diretamente, pois não emite, absorve ou reflete luz — ou qualquer outra radiação eletromagnética — de forma detectável. caminho. A sua existência, que continua a desafiar os astrofísicos, é identificada pelos efeitos gravitacionais que provoca na matéria visível, como estrelas e galáxias. Pesquisas recentes revelam descobertas revolucionárias sobre a matéria escura e o seu papel nos fenómenos cósmicos, bem como novas informações sobre buracos negros.

Os cientistas estão rastreando indiretamente a matéria escura através da floresta Lyman-Alpha. Segundo o estudo, quando a luz dos quasares passa pelo Universo, ela encontra nuvens de gás hidrogênio, deixando para trás sombras. Essas marcas representam a presença de moléculas de hidrogênio e podem ser usadas para localizar matéria escura.

Simeon Bird, físico da Universidade da Califórnia, nos Estados Unidos, e coautor do trabalho, explicou como o hidrogênio atua como um “marcador”. “É como colocar corante em um rio, o corante seguirá para onde a água vai. A matéria escura tem potencial gravitacional, então o gás hidrogênio cai nela e você o usa como traçador.”

Contudo, a abordagem também revela inconsistências, ou “tensões”, entre as previsões teóricas e as observações reais. Estas discrepâncias podem indicar uma nova partícula ou uma nova forma, como a influência dos buracos negros supermassivos no crescimento das galáxias. O trabalho confirmou as tensões, que poderiam apontar para possíveis descobertas e não para problemas nos modelos existentes de formação de galáxias. “Se isto for verdade, é muito provável que se trate de uma nova partícula ou de algum novo tipo de física, em vez de buracos negros que atrapalham os nossos cálculos”, concluiu Bird.

Para o CorrespondênciaSimeon Bird afirmou que a descoberta de uma nova partícula poderia ajudar a explicar inconsistências na cosmologia, como a distribuição da matéria escura. “No momento, existem outras explicações possíveis, mas uma nova partícula é muito intrigante. Veremos no futuro quais propriedades uma nova partícula precisaria para resolver algumas das discrepâncias que vemos. Em breve haverá novos dados vindos do Dark Pesquisa por instrumento espectroscópico de energia, onde há muito menos incerteza. Isso nos ajudará a ter mais confiança nos resultados.

Desacoplamento

Em outra linha de pesquisa, o estudo de um aglomerado de galáxias, denominado MACS J0018.5 1626, onde dois aglomerados massivos colidiram, permitiu aos pesquisadores observar um fenômeno conhecido como desacoplamento. Este processo faz com que a matéria escura e normal — como o gás quente — se mova a velocidades diferentes durante a colisão, com a matéria escura à frente do gás.

O estudo, liderado por Emily Silich, estudante de doutorado do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos Estados Unidos, utilizou dados de diversos telescópios para mapear as velocidades da matéria. O escuro, que interage apenas pela gravidade, comportou-se de forma diferente do normal, que também sofre influência do eletromagnetismo.

A nova observação marca um grande avanço na compreensão de como a matéria se comporta durante eventos cósmicos. A orientação exclusiva do MACS J0018.5 nos permitiu ver uma perspectiva sem precedentes. Assim, os pesquisadores mediram diretamente as velocidades dos materiais durante a colisão, com uma visão mais detalhada.

A descoberta ajuda a compreender como os aglomerados de galáxias — algumas das maiores estruturas do Universo — interagem durante as colisões. Nestes impactos, vastas nuvens de gás podem sobreaquecer e tornar-se turbulentas e a matéria normal abranda, enquanto a matéria escura se move mais livremente. Esta separação foi detetada pela primeira vez em 2006 e tem sido estudada noutros enxames de galáxias, mas pesquisas recentes lançaram mais luz sobre a dissociação em ação.

Ao analisar os dados, a equipe descobriu que a matéria normal se movia na direção oposta à matéria escura. A princípio parecia um enigma e a equipe não sabia se era uma anomalia na informação ou algo mais. “Tivemos este caso estranho com velocidades em direções opostas e, a princípio, pensamos que poderia ser um problema com os nossos dados.” Quando Silich se juntou à equipe, eles conseguiram resolver o mistério.

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Apesar de representar 85% da massa dos aglomerados de galáxias, a matéria escura permanece não detectada, exceto pelos seus efeitos gravitacionais. “Este trabalho é um ponto de partida para estudos mais detalhados sobre a natureza da matéria escura. Temos uma nova forma de investigação direta que mostra como a matéria escura se comporta de forma diferente da matéria normal,” disse Silich.

Hemisfério Sul em foco

Rogério Rosenfeld, professor do Instituto de Física Teórica da Universidade Estadual Paulista (Unesp), detalhou o funcionamento do Legacy Survey of Space and Time (LSST), projeto internacional que vai mapear o céu de todo o hemisfério sul a cada três dias por uma década. Em 2025, a LSST iniciará operações no Chile. O local abriga o Simonyi Survey Telescope, um telescópio inovador e compacto. “A maior câmera digital já construída, com 3,2 gigapixels e mais de três toneladas, será instalada no telescópio no início de 2025. A câmera tirará fotos a cada 30 segundos de regiões do céu com área correspondente a 40 luas cheias. “

Segundo o especialista envolvido no projeto, ao longo de 10 anos de operação, o LSST observará a mesma região do céu cerca de 800 vezes, produzindo um filme com informações sobre bilhões de objetos celestes. “Essas observações permitirão, entre outras coisas, uma melhor compreensão da natureza da energia escura e da matéria escura, que hoje contribuem com aproximadamente 95% do conteúdo do universo, mas ainda permanecem misteriosas.” (IA)

Descobertas sobre buracos negros

Ao estudar um aglomerado de estrelas perto do buraco negro supermassivo Sagitário A (SgrA), no centro da nossa galáxia, uma equipe internacional de pesquisadores encontrou evidências de um buraco negro de massa intermediária. Até o momento, apenas cerca de dez objetos semelhantes foram identificados. Os cientistas acreditam que eles surgiram após o Big Bang e, quando se fundem, são importantes na formação de buracos negros supermassivos. As descobertas foram publicadas recentemente no The Astrophysical Journal.

O aglomerado estelar, conhecido como IRS 13, está localizado a apenas 0,1 anos-luz do centro galáctico. A equipe observou que as estrelas do IRS 13 se movem de maneira organizada, o que contradiz a expectativa inicial de um arranjo aleatório de estrelas. A descoberta levou a duas explicações possíveis: a primeira é que o aglomerado estelar interage com o SgrA, o que influencia o movimento ordenado, e a segunda sugere que algo dentro do aglomerado é responsável por manter sua estrutura compacta.

Os investigadores propuseram que a forma compacta do IRS 13 pode ser atribuída a um buraco negro de massa intermédia localizado no centro do aglomerado estelar. A teoria é apoiada pela detecção de raios X e gás ionizado movendo-se rapidamente em torno da localização do buraco negro.

Outra indicação da presença do buraco negro de massa intermediária é a alta densidade do aglomerado estelar, superando a de qualquer outro objeto semelhante conhecido na Via Láctea. Florian Peißker, autor principal do estudo detalhou: “O IRS 13 parece ser um alicerce essencial para o crescimento do nosso buraco negro central SgrA.”

Segundo Thaisa Storchi Bergmann, pesquisadora do CNPq e cientista brasileira mais citada na área de física, segundo a Lista de Stanford, buracos negros de massa intermediária podem ser sementes de supermassivos. “O buraco negro supermassivo da Via Láctea pode ter se formado a partir da fusão de outros de massa intermediária. Devido à proximidade entre os objetos, ele poderia ser capturado pelo SgrA caso se aproximasse, ou perder estrelas. da Via Láctea. Mas temos que encontrar mais objetos semelhantes para confirmar esta hipótese, pois este processo é muito longo e não testemunharemos isso em SgrA durante a nossa vida.” (IA)