Método procura identificar a presença de matéria escura na Via Láctea

Quando especialistas olham para o espaço, é possível ver evidências de matéria escura por toda parte. Não é possível vê-la diretamente, mas seus efeitos sobre outros objetos permitem que seja mapeada. Seus principais impactos podem incluir rotações de galáxias e de estrelas. Além disso, sua presença pode ajudar a explicar o caminho que a luz percorre quando viaja pelo universo.

No entanto, mais próximo de nós, na Via Láctea, os efeitos da matéria escura são muito menores e, portanto, mais difíceis de mapear. Mas uma nova técnica, proposta por uma equipe de pesquisadores liderada pelo físico teórico Siddharth Mishra-Sharma, da Universidade de Nova York, pode ajudar a identificá-la. O método procura distorções na luz das estrelas quando a matéria escura passa por elas.

A matéria escura é um dos fenômenos mais misteriosos do cosmos. Não é possível detectá-la diretamente, portanto, não se sabe o que é, mas descobertas anteriores indicam que a gravidade do universo não pode ser explicada apenas pela matéria observável – chamada matéria bariônica.

Estudos feitos pelo astrônomo Fritz Zwicky na década de 1930 indicam que, se as galáxias consistissem apenas em matéria bariônica, elas se separariam. Portanto, algo estava criando uma gravidade extra. Essa "força" foi chamada de matéria escura e seus efeitos observados por anos.

Um deles é a lente gravitacional, em que, de acordo com a teoria da relatividade geral, há uma distorção do espaço-tempo causada pela presença de um corpo de grande massa entre um objeto e o observador.

Em objetos menores, o efeito disso é muito pequeno. No entanto, nos realmente maciços – como um aglomerado de galáxias – a distorção é muito mais pronunciada, resultando em um caminho curvo de luz à medida que passa pela região.

Distorção de luz causada pela presença de matéria escura. Foto: Nasa, ESA e L. Calçada

O que o método propõe é basicamente observar a estrutura das estrelas individuais da Via Láctea para detectar a presença de matéria escura usando o efeito proposto pelas lentes gravitacionais. No entanto, como os efeitos são muito sutis para serem detectados em corpos relativamente pequenos, os cientistas tiveram a ideia de procurar por sinais em grupos de estrelas.

Aplicação do método

Com observações precisas do movimento das estrelas, a proposta da equipe permite inferir a presença de matéria escura analisando as distribuições das velocidades e acelerações de estrelas e galáxias.

Vários cenários simulados foram criados para aplicar a técnica. A partir disso, foi possível descobrir que essas distribuições variam de acordo com o tipo de matéria escura – então a estrutura também pode ajudar a validar os modelos de matéria.

Atualmente, o modelo mais abrangente da movimentação das estrelas foi coletado pelo telescópio Gaia, da Agência Espacial Europeia. O projeto tem como objetivo mapear a Via Láctea em três dimensões, tudo em alta precisão.

Mesmo com os dados fornecidos, não foi possível obter resultados concretos aplicando o método criado. Isso porque a equipe descobriu que as informações coletados pelo Gaia possuíam níveis de ruído muito altos para que fosse possível detectar um sinal decente.

Mesmo assim, eles observam que novos dados coletados pelo Gaia, bem como por outros telescópios, poderão retornar resultados melhores. "Embora os atuais níveis de ruído instrumental não sejam propícios a pesquisas realistas, nossa análise pode ser aplicada a futuros conjuntos de dados observacionais, incluindo aqueles coletados pelo Gaia no futuro", descrevem os pesquisadores.

Via: Science Alert