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A Conspiração da Matéria Escura

Space Today
8 maio 2015

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Uma equipe internacional de astrônomos, liderada por Michele Cappellari, da Universidade de Oxford, usou os dados obtidos pelo Observatório W. M. Keck do Havaí, para analisar o movimento das estrelas nas partes externas de galáxias elípticas, na primeira pesquisa desse tipo, feita para capturar um grande número dessas galáxias. A equipe descobriu surpreendentes similaridades gravitacionais entre as galáxias espirais e as galáxias elípticas, implicando a influência de forças escondidas. O estudo será publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.

Os cientistas dos EUA, Austrália, e Europa, usaram o poderoso espectrógrafo DEIMOS instalado no maior telescópio óptico do mundo no Observatório Keck para conduzir uma grande pesquisa de galáxias próximas chamada de SLUGGS, que tem como objetivo mapear as velocidades de suas estrelas. A equipe então aplicou a lei da gravitação de Newton para traduzir essas medidas de velocidade em quantidade de matéria distribuída dentro das galáxias.

“O espectrógrafo DEIMOS foi crucial para essa descoberta já que ele é capaz de obter os dados de uma galáxia inteira de uma vez, enquanto que ao mesmo tempo ele pode amostrar as velocidades das estrelas em centenas de locais separados com uma grande precisão”, disse Aaron Romanowsky, da Universidade Estadual de San Jose.

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Uma das descobertas científicas mais importantes do século 20 foi que as espetaculares galáxias espirais, como a nossa Via Láctea, rotacionam muito mais rápido do que se pensava anteriormente, energizadas por uma força extra gravitacional da invisível matéria escura como ela é chamada hoje em dia. Desde essa descoberta, feita a 40 anos atrás, nós temos aprendido que essa misteriosa substância, que é provavelmente uma partícula elementar, constitui cerca de 85% da massa do universo, deixando somente 15% para a matéria ordinária encontrada na nossa vida diária. A matéria escura é central para o nosso entendimento de como as galáxias se formam e se desenvolvem – e é uma das razões para a existência da vida na Terra – e até agora nós sabemos muito pouco sobre ela.

“A surpreendente descoberta do nosso estudo foi que as galáxias elípticas mantêm uma impressionante velocidade circular constante mesmo a grande distâncias de seus centros, da mesma maneira que acontece com as galáxias espirais”, disse Cappellari. “Isso significa que nesses tipos muito diferentes de galáxias, as estrelas e a matéria escura conspira para se redistribuírem para produzir esse efeito, com as estrelas dominando as regiões mais internas das galáxias, e um desvio gradativo nas regiões mais externas para o domínio da matéria escura”.

Contudo, a conspiração não vem naturalmente dos modelos de matéria escura, e algum tipo de ajuste fino de perturbação é necessário para explicar as observações. Por essa razão, a conspiração leva alguns autores a sugerirem que, ao invés de ser devido à matéria escura, ela pode ser devido à lei da gravitação de Newton, que pode estar se tornando progressivamente menos precisa à grandes distâncias. De forma impressionante, décadas depois que foi proposta, essa teoria alternativa, sem a matéria escura, ainda não pode ser provada de forma conclusiva.

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As galáxias espirais somente constituem menos da metade da massa estelar no universo, que é dominado pelas galáxias elípticas e lenticulares, e que tem configurações de estrelas e não possuem discos planos de gás, como as galáxias espirais têm. Nessas galáxias, tem sido muito difícil tecnicamente medir suas massas e encontrar quanta matéria escura elas têm, e como ela está distribuída.

Pelo fato das galáxias elípticas terem diferentes formas e histórias de formação se comparadas com as galáxias espirais, a conspiração recém descoberta é até mais profunda e levará os especialistas em matéria escura e em formação de galáxias a pensarem cuidadosamente sobre o que tem acontecido no setor escuro do universo.

“Essa questão é particularmente atual nesse período quando os físicos no CERN estão para religar o LHC para tentar diretamente detectar a mesma partícula elusiva da matéria escura, que faz as galáxias girarem rapidamente, se é que ela existe!”, disse o Professor Jean Brodie, principal pesquisador da pesquisa SLUGGS.

O Observatório W.M. Keck opera o maior, e mais cientificamente produtivo telescópios na Terra. Os dois, telescópios com 10 metros de diâmetro que operam no óptico e no infravermelho, ficam localizados pero do cume do Monte Mauna Kea no Havaí e possuem um conjunto de instrumentos avançados incluindo imageadores, espectrógrafos de múltiplos objetos, espectrógrafos de alta resolução, espectrógrafos de campo integral, e o sistema mais complexo de óptica adaptativa via laser do mundo.

O DEIMOS (DEep Imaging and Multi-Object Spectrograph)tem o maior campo de visão (16.7 arcos de minuto por 5 arcos de minuto)de qualquer instrumento do Keck, e o maior número de pixels (64Mpix). Ele é usado principalmente no modo de multi-objeto, obtendo de forma simultânea, o espectro de mais de 130 galáxias ou estrelas. Os astrônomos estudam campos de galáxias próximas e distantes com o DEIMOS, pesquisando de forma eficiente os cantos mais distantes do universo com alta sensibilidade.

O Observatório Keck é uma organização privada sem fins lucrativos e um parceira científica do Instituto de Tecnologia da Califórnia, da Universidade da Califórnia e da NASA.

Fonte:

http://www.keckobservatory.org/recent/entry/the_dark_matter_conspiracy

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