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Matéria escura mais distante já vista é observada com técnica inovadora

Uma equipe liderada por cientistas da Universidade de Nagoya, no Japão, conseguiu detectar a matéria escura mais distante já encontrada, de quando o universo tinha apenas 1,7 bilhão de anos. O estudo sugere que, naquela época, a matéria escura era mais ordenada que atualmente.

A matéria escura é uma substância misteriosa que não interage com a luz ou com a matéria comum senão por gravidade. Ou seja, os pesquisadores só podem encontrá-la por meio de interações gravitacionais com outras partículas e objetos.

Normalmente, ela é encontrada nas galáxias — e até mesmo desempenham um papel importante na formação e coesão galáctica. Mas é muito difícil detectá-la nas galáxias mais distantes do universo.

Uma das técnicas para estudar essa substância invisível é por meio de lentes gravitacionais. A luz de galáxias distantes é distorcida ao se aproximar de uma galáxia mais próxima, ou de um aglomerado de galáxias. Quanto mais matéria escura uma galáxia tiver, maior a distorção da luz que passa por ela.

Mas como detectar a matéria escura das galáxias mais distantes, sem uma luz de fundo para ser distorcida pela lente gravitacional? Esse foi o problema que a equipe do novo estudo resolveu, usando a radiação cósmica de fundo (CMB, na sigla em inglês) — uma luz fóssil que restou do Big Bang.

Ilustração da radiação cósmica de fundo sendo ampliada pela gravidade da galáxia menos afastada e por sua matéria escura (Imagem: Reprodução/Reiko Matsushita)
Ilustração da radiação cósmica de fundo sendo ampliada pela gravidade da galáxia menos afastada e por sua matéria escura (Imagem: Reprodução/Reiko Matsushita)

Ao observar uma galáxia-alvo muito distante no comprimento de onda da radiação cósmica de fundo, os cientistas conseguiram observar a CMB distorcida pela matéria escura presente nessas galáxias. Isso lhes deu a oportunidade de encontrar a matéria escura mais distante já detectada.

Essa luz lentificada viajou pelo universo por 12 bilhões de anos antes de chegar aos instrumentos científicos em nosso planeta. "Há 12 bilhões de anos, as coisas eram muito diferentes”, disse Yuichi Harikane, coautor da pesquisa. “Você vê mais galáxias em processo de formação do que no presente; os primeiros aglomerados de galáxias também estão começando a se formar".

Um dos resultados dessa pesquisa é que a distribuição da matéria escura no universo jovem era mais ordenada que os modelos previam. "Nossa descoberta ainda é incerta", disse Harikane. "Mas se for verdade, sugere que todo o modelo é falho à medida que você volta no tempo”.

Longe de ser um problema embaraçoso, a revelação de uma falha no modelo “é empolgante”, completou Harikane, porque atualizações na teoria seriam feitas, com possíveis informações que podem ajudar a descobrir a própria natureza da matéria escura.

Entretanto, a pesquisa ainda deve prosseguir para diminuir as incertezas. Por isso, a equipe continuará coletando dados para avaliar se o modelo teórico está em conformidade com as observações ou não. O artigo foi publicado no Physical Review Letters.

Fonte: Canaltech

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