Nesta semana, cientistas com a colaboração do Dark Energy Survey (DES) divulgaram o primeiro de uma série de mapas detalhados que mostram a distribuição da matéria escura inferida por seus efeitos gravitacionais. Os novos dados mostram grandes filamentos de matéria escura onde galáxias visíveis e aglomerados de galáxias se encontram e vazios cósmicos onde residem pouquíssimas galáxias.
"Até agora, nossa análise está alinhada com o que a imagem atual do universo prevê", disse Chihway Chang, do Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH), em Zurique, co-líder da análise. “Aproximando os mapas, medimos como a matéria escura envolve galáxias de diferentes tipos e como juntas elas evoluem ao longo do tempo cósmico.”
A pesquisa e os mapas, que abrangem uma grande área do céu, são o produto de um grande esforço de uma equipe internacional dos EUA, Reino Unido, Espanha, Alemanha, Suíça e Brasil. Eles anunciaram seus novos resultados na reunião da American Physical Society (APS) em Baltimore, Maryland.
Segundo os cosmologistas, as partículas de matéria escura fluem e se aglomeram ao longo do tempo em determinadas regiões do cosmos, geralmente nos mesmos lugares onde as galáxias se formam e se aglomeram. Com o tempo, uma "teia cósmica" se desenvolve em todo o universo. Embora a matéria escura seja invisível, ela se expande com o universo e sente a força da gravidade. Os astrofísicos podem, então, reconstruir os mapas pesquisando milhões de galáxias, como se pode inferir a mudança de orientação de um bando de pássaros a partir de sua sombra que se move pelo chão.
Os cientistas da DES criaram os mapas com uma das câmeras digitais mais poderosas do mundo, a Dark Energy Camera (DECam), de 570 megapixels, que é particularmente sensível à luz de galáxias distantes. Está montado no telescópio Victor M. Blanco, de 4 metros, localizado no Observatório Interamericano Cerro Tololo, no norte do Chile. Cada uma de suas imagens registra dados de uma área 20 vezes maior que o tamanho da lua, visto da terra.
Além disso, o DECam coleta dados quase dez vezes mais rápido que as máquinas anteriores. Segundo David Bacon, no Instituto de Cosmologia e Gravitação da Universidade de Portsmouth, “Isso nos permite olhar mais fundo no espaço e ver os efeitos da matéria escura e da energia escura com maior clareza. Ironicamente, embora essas entidades sombrias constituam 96% do nosso universo, vê-las é difícil e requer grandes quantidades de dados. ”
O telescópio e seus instrumentos permitem medições precisas utilizando uma técnica conhecida como "lente gravitacional". Os astrofísicos estudam as pequenas distorções e distorções das imagens das galáxias devido à atração gravitacional da matéria escura ao seu redor, semelhantes às imagens distorcidas dos objetos em uma lupa, exceto que as galáxias com lentes observadas pelos cientistas do DES são pelo menos 6 bilhões de anos de distância.
Chang e Vinu Vikram (Laboratório Nacional de Argonne) lideraram a análise, com a qual traçaram a teia da matéria escura em detalhes sem precedentes em 139 graus quadrados do hemisfério sul. "Medimos as distorções quase imperceptíveis nas formas de cerca de 2 milhões de galáxias para construir esses novos mapas", disse Vikram. Isso equivale a menos de 0,4% do céu inteiro, mas a pesquisa completa do DES mapeará mais de 30 vezes essa área nos próximos anos.
Eles enviaram seu trabalho de pesquisa para publicação em uma edição futura do Avisos mensais da Royal Astronomical Society, e a equipe do DES o publicou publicamente como parte de um conjunto de documentos no servidor arXiv.org na terça-feira.
A precisão e os detalhes desses grandes mapas contíguos sendo produzidos pelos cientistas do DES permitirão testes de outros modelos cosmológicos. "Estou realmente empolgado com o que esses mapas nos dirão sobre a matéria escura nos aglomerados de galáxias, especialmente no que diz respeito às teorias da gravidade modificada", diz Robert Nichol (Universidade de Portsmouth). O modelo de gravidade de Einstein, a relatividade geral, pode estar incorreto em grandes escalas cosmológicas ou nas regiões mais densas do universo, e as pesquisas em andamento com o Dark Energy Survey facilitarão as investigações sobre isso.
