Hoje em dia, acredita-se que todas as galáxias e aglomerados de galáxias sejam dominados pela matéria escura – uma quantidade indescritível cuja natureza os astrônomos ainda estão trabalhando para determinar. Abell 611, o aglomerado de galáxias brilhante mostrado nesta imagem do Hubble, não é exceção. Na verdade, Abell 611 é um alvo popular para investigar a matéria escura, em parte por causa dos numerosos exemplos de lentes gravitacionais fortes visíveis entre a intrincada teia de galáxias do aglomerado.
O Hubble traz para você esta imagem do aglomerado de galáxias Abell 611, localizado a mais de 1000 megaparsecs, ou cerca de 3,2 bilhões de anos-luz, da Terra. Como todos os aglomerados de galáxias, a existência continuada de Abell 611 representa um mistério para os astrônomos. Especificamente, não parece haver massa suficiente contida em sua teia de galáxias constituintes em rápida rotação para evitar que o aglomerado se desfaça. Este é um problema bem estabelecido na astronomia com estruturas muito massivas, como galáxias e aglomerados de galáxias – eles simplesmente não parecem conter massa combinada suficiente para permanecerem inteiros. Curiosamente, esse problema não se apresenta em escalas cósmicas menores. Por exemplo, a passagem dos planetas do Sistema Solar ao redor do Sol pode ser calculada com relativa facilidade usando as massas e localizações dos planetas e do Sol. Nenhuma massa extra é necessária para explicar a integridade do Sistema Solar, ou outros sistemas de planetas estelares.
A teoria predominante é que o Universo contém grandes quantidades de uma substância conhecida como matéria escura. Embora o nome possa soar ameaçador, ‘escuro’ simplesmente se refere ao fato de que essa quantidade desconhecida não parece interagir com a luz como outras matérias – nem emitindo nem refletindo nem absorvendo qualquer parte do espectro eletromagnético. Essa qualidade escura torna a matéria escura incrivelmente difícil de caracterizar, embora várias possibilidades tenham sido postuladas. Essencialmente, a maioria dos candidatos à matéria escura se enquadra em uma das duas categorias: algum tipo de partícula que existe em grandes quantidades em todo o Universo, mas por algum motivo não interage com a luz como outras partículas; ou algum tipo de objeto massivo que também existe em grande abundância em todo o Universo, mas não se presta à detecção usando a tecnologia de telescópio atual. Dois dos candidatos à matéria escura mais caprichosamente nomeados se enquadram na primeira e na segunda categoria, respectivamente. Partículas massivas de interação fraca (WIMPs) são partículas subatômicas hipotéticas que não interagem com fótons — em outras palavras, eles não interagem com a luz. Massive astrophysical compact halo objects (MACHOs) são um conjunto hipotético de objetos muito massivos feitos (ao contrário dos WIMPs) de um tipo de matéria que já conhecemos, mas que são extremamente difíceis de observar, pois emitem tão pouca luz. Apesar do tremendo esforço, no entanto, nenhuma evidência conclusiva foi encontrada de WIMPs, MACHOs ou qualquer outra forma de matéria escura.
Se a matéria escura permanece teimosamente indefinível, felizmente ela é facilmente quantificável. De fato, aglomerados de galáxias como Abell 611 são laboratórios ideais para a quantificação da matéria escura, devido à abundante evidência de lentes gravitacionais visível dentro do aglomerado. Um exemplo de lente talvez seja mais claramente visível no centro da imagem, à esquerda do núcleo brilhante do aglomerado, onde uma curva de luz pode ser vista. Esta curva é a luz de uma fonte mais distante que foi dobrada e distorcida (ou ‘lente’) pela vasta massa de Abell 611. A extensão em que a luz foi dobrada pelo aglomerado pode ser usada para medir sua verdadeira massa. Isso pode então ser comparado com uma estimativa de sua massa derivada de todos os componentes visíveis do aglomerado. A diferença entre a massa calculada e a massa observada é impressionante. De fato, diminuindo o zoom, os astrônomos atualmente estimam que cerca de 85% da matéria no Universo é matéria escura.
Mesmo enquanto o mistério do que mantém a teia cósmica de galáxias dentro de Abell 611 permanece sem solução, ainda podemos apreciar essa imagem e a ciência fascinante – bem estabelecida e teorizada – ocorrendo dentro dela.
Fonte:
https://esahubble.org/news/heic2213/?lang
