Crédito de imagem: ESA
Apenas alguns anos atrás, os astrônomos abalaram os modelos atuais do Universo com a teoria da energia escura; que diz que a expansão do universo está realmente acelerando. Ao olhar para aglomerados de galáxias distantes - a até 10 bilhões de anos-luz de distância - os astrônomos da ESA descobriram que eles continham matéria mais concentrada do que a teoria da energia escura poderia prever. Se a matéria estava tão concentrada, o Universo não pode ter 70% de energia escura.
O observatório de raios-X da ESA, XMM-Newton, retornou novos dados tentadores sobre a natureza do Universo. Em uma pesquisa com aglomerados distantes de galáxias, a XMM-Newton encontrou diferenças intrigantes entre os atuais aglomerados de galáxias e os presentes no Universo há cerca de sete mil milhões de anos atrás. Alguns cientistas afirmam que isso pode ser interpretado como significando que a 'energia escura' que a maioria dos astrônomos agora acredita dominar o Universo simplesmente não existe?
Observações de oito aglomerados distantes de galáxias, a mais distante delas a cerca de 10 mil milhões de anos-luz de distância, foram estudadas por um grupo internacional de astrônomos liderados por David Lumb do Centro de Tecnologia e Pesquisa Espacial da ESA (ESTEC) na Holanda. Eles compararam esses aglomerados com os encontrados no universo próximo. Este estudo foi conduzido como parte do projeto XMM-Newton Omega, que investiga a densidade da matéria no Universo, sob a liderança de Jim Bartlett, do College de France.
Aglomerados de galáxias são prodigiosos emissores de raios-X porque contêm uma grande quantidade de gás de alta temperatura. Esse gás envolve as galáxias da mesma maneira que o vapor envolve as pessoas na sauna. Medindo a quantidade e a energia dos raios X de um cluster, os astrônomos podem calcular a temperatura do gás do cluster e também a massa do cluster.
Teoricamente, em um universo onde a densidade da matéria é alta, aglomerados de galáxias continuariam a crescer com o tempo e, portanto, em média, deveriam conter mais massa agora do que no passado.
A maioria dos astrônomos acredita que vivemos em um universo de baixa densidade, no qual uma substância misteriosa conhecida como 'energia escura' representa 70% do conteúdo do cosmos e, portanto, permeia tudo. Nesse cenário, aglomerados de galáxias devem parar de crescer no início da história do Universo e parecer praticamente indistinguíveis dos de hoje.
Em um artigo a ser publicado pela revista européia Astronomy and Astrophysics, astrônomos do Projeto Omega XMM-Newton apresentam resultados mostrando que aglomerados de galáxias no universo distante não são como os de hoje. Eles parecem emitir mais raios X do que hoje. Claramente, aglomerados de galáxias mudaram de aparência com o tempo.
Em um documento anexo, Alain Blanchard, do Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire Midi-Pyr? N? Es, e sua equipe usam os resultados para calcular como a abundância de aglomerados de galáxias muda com o tempo. Blanchard diz: "Havia menos aglomerados de galáxias no passado".
Tal resultado indica que o Universo deve ser um ambiente de alta densidade, em clara contradição com o 'modelo de concordância', que postula um Universo com até 70% de energia escura e uma densidade muito baixa de matéria. Blanchard sabe que essa conclusão será altamente controversa, dizendo: "Para explicar esses resultados, você precisa ter muita matéria no Universo e isso deixa pouco espaço para energia escura".
Para reconciliar as novas observações de XMM-Newton com os modelos de concordância, os astrônomos teriam que admitir uma lacuna fundamental em seus conhecimentos sobre o comportamento dos aglomerados e, possivelmente, das galáxias dentro deles. Por exemplo, as galáxias nos aglomerados distantes teriam que injetar mais energia no gás circundante do que se entende atualmente. Esse processo deve gradualmente diminuir conforme o aglomerado e as galáxias dentro dele envelhecem.
Não importa de que maneira os resultados sejam interpretados, o XMM-Newton deu aos astrônomos uma nova visão do Universo e um novo mistério a ser descoberto. Quanto à possibilidade de que os resultados do XMM-Newton estejam simplesmente errados, eles estão no processo de serem confirmados por outras observações de raios-X. Se eles retornarem a mesma resposta, talvez tenhamos que repensar nossa compreensão do Universo.
O conteúdo do universo
Pensa-se que o conteúdo do Universo consiste em três tipos de substância: matéria normal, matéria escura e energia escura. A matéria normal consiste nos átomos que compõem estrelas, planetas, seres humanos e todos os outros objetos visíveis no Universo. Por mais humilhante que pareça, a matéria normal quase certamente representa uma pequena proporção do Universo, algo entre 1% e 10%.
Quanto mais astrônomos observavam o Universo, mais eles precisavam encontrar para explicar tudo. No entanto, esse assunto não poderia ser feito de átomos normais; caso contrário, haveria mais estrelas e galáxias a serem vistas. Em vez disso, eles cunharam o termo matéria escura para essa substância peculiar precisamente porque escapa à nossa detecção. Ao mesmo tempo, os físicos que tentavam aprofundar o entendimento das forças da natureza estavam começando a acreditar que partículas novas e exóticas de matéria devem ser abundantes no Universo. Eles quase nunca interagiam com a matéria normal e muitos agora acreditam que essas partículas são a matéria escura. Atualmente, embora muitos experimentos estejam em andamento para detectar partículas de matéria escura, nenhum foi bem-sucedido. No entanto, os astrônomos ainda acreditam que algo entre 30% e 99% do Universo pode consistir de matéria escura.
A energia escura é a mais recente adição ao conteúdo do Universo. Originalmente, Albert Einstein introduziu a idéia de uma 'energia cósmica' onipresente antes de saber que o Universo está se expandindo. O Universo em expansão não precisava de uma 'constante cosmológica', como Einstein havia chamado de energia. No entanto, na década de 1990, observações de estrelas explodindo no distante Universo sugeriram que o Universo não estava apenas se expandindo, mas também se acelerando. A única maneira de explicar isso foi reintroduzir a energia cósmica de Einstein de uma forma ligeiramente alterada, chamada energia escura. Ninguém sabe o que pode ser a energia escura.
No atualmente popular 'modelo de concordância' do Universo, 70% do cosmos é considerado energia escura, 25% de matéria escura e 5% de matéria normal.
Fonte original: Comunicado de imprensa da ESA
