Os astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA tiraram vantagem de uma gigantesca lente de aumento cósmica para criar um dos mapas mais detalhados e claros da matéria escura no universo. A matéria escura é uma substância invisível e desconhecida que constitui a maior parte da massa do universo.
As novas observações da matéria escura podem trazer novas ideias sobre o papel da energia escura nos anos iniciais de formação do universo. O resultado sugere que os aglomerados de galáxias podem ter se formado antes do que se esperava, antes que o empurrão da energia escura inibisse o seu crescimento. Uma propriedade misteriosa do espaço, a energia escura luta contra a força gravitacional da matéria escura. A energia escura empurra as galáxias para longe uma das outras estirando o espaço entre elas e desse modo suprimi a formação de gigantescas estruturas chamadas de aglomerados de galáxias. De uma maneira os astrônomos podem pesquisar por essa guerra gravitacional primordial mapeando a distribuição da matéria escura em aglomerados.
Uma equipe liderada por Dan Coe no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, usou a Advanced Camera for Surveys do Hubble para registrar a matéria invisível no aglomerado massivo de galáxias Abell 1689, localizado há 2.2 bilhões de anos-luz de distância. A gravidade do aglomerado, a maior parte dele que vem da matéria escura, age como uma lente de aumento cósmica, entortando e amplificando a luz das galáxias distantes atrás dele. Esse efeito, chamado de lente gravitacional, produz múltiplas , distorcidas e aumentadas imagens, que os astrônomos estimam a quantidade de matéria escura dentro do aglomerado. Se a gravidade do aglomerado vem somente das galáxias visíveis, o efeito de distorção da lente é muito mais fraco.
Com base no seu mapa de massa de mais alta resolução, Coe e seus colaboradores confirmaram os resultados prévios mostrando que o núcleo da Abell 1689 é muito mais denso em matéria escura do que se esperava para um aglomerado desse tamanho, com base em simulações computacionais do crescimento da estrutura. Abell 1689 se junta a uma quantidade mínima de aglomerados bem estudados que possuem núcleos com densidade similar. A descoberta é surpreendente pois a força da energia escura no início da história do universo teria cessado o crescimento de todos os aglomerados de galáxias.
“Aglomerados de galáxias deveriam ter iniciado a sua formação bilhões de anos mais cedo para então gerar o número de aglomerados observados hoje”, explica Coe. “Nos tempos iniciais, o universo era menor e mais densamente amontoado com a matéria escura. O Abell 1689 parece ter sido alimentado no seu nascimento por uma matéria densa ao redor no início do universo. O aglomerado carregou essa quantidade de matéria até a sua idade adulta da maneira como observamos hoje”.
O Abell 1689 está entre as mais poderosas lentes gravitacionais já observadas. As observações de Coe, combinadas com estudos prévios resultou em 135 múltiplas imagens de 42 galáxias localizadas no plano de fundo.
“As imagens da lente são como grandes quebra-cabeças”, disse Coe. “Aqui nós entendemos, pela primeira vez uma maneira de arranjar a massa do Abell 1689 de modo que ela altera todas as galáxias no plano de fundo de suas posições observadas”. Coe usou essa informação para produzir um mapa de mais alta resolução da distribuição da matéria escura do aglomerado do que era possível antes.
A equipe de Coe foi reforçada pelo matemático Edward Fuselier que dessa vez foi até aos Estados Unidos na Academia Militar de West Point para deduzir uma nova técnica para calcular o novo mapa. “Graças em grande parte à contribuição de Eddie, nós finalmente quebramos o código das lentes gravitacionais. Outros métodos tem como base a premissa de se fazer uma série de tentativas e ver qual delas melhor se ajusta aos dados. Usando o nosso método, nós podemos obter diretamente dos dados uma mapa de distribuição da massa que se ajusta perfeitamente”.
Os astrônomos estão planejando estudar mais aglomerados para confirmar a possível influência da energia escura. Um grande programa do Hubble desenvolvido para analisar a matéria escura em gigantescos aglomerados de galáxias é chamado de Cluster Lensing and Supernova Survey with Hubble (CLASH). Nessa pesquisa o Hubble irá estudar 25 aglomerados por mês durante mais de três anos. Os aglomerados estudados pelo CLASH foram selecionados devido a sua forte emissão de raios-X indicando que eles possuem uma grande quantidade de gás. Essa abundância significa que o aglomerado é extremamente massivo. Observando esses aglomerados, os astrônomos irão mapear a distribuição da matéria escura e buscar assim por evidências mais conclusivas da formação inicial do aglomerado, e a possibilidade da identificação da matéria escura primordial.
Fonte:
http://hubblesite.org/newscenter/archive/releases/2010/37/full/
