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Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA aproveitaram uma gigantesca lente de aumento cósmica para criar um
dos mais detalhados mapas de matéria escura do universo. Matéria escura é uma substância desconhecida e invisível que
constitui o grosso da massa do universo.
As novas observações da matéria escura podem fornecer novas perspectivas sobre o papel da energia escura nos anos
primordiais da formação do universo. O resultado sugere que aglomerados galácticos podem ter se formado mais cedo do que o
esperado, antes que o empurrão da energia escura inibisse seu crescimento. Uma misteriosa propriedade do espaço, a energia
escura luta contra a puxada gravitacional da matéria escura. A energia escura empurra as galáxias separando-as umas das
outras, esticando o espaço entre elas, desse modo suprimindo a formação de estruturas gigantes chamadas aglomerados
galácticos. Um modo dos astrônomos provarem esse primordial cabo-de-guerra é através do mapeamento da distribuição da
matéria escura nos aglomerados.
Uma equipe liderada por Dan Coe no Laboratório de Propulsão a Jato da NASA em Pasadena, Califórnia, usou a Câmera Avançada
para Pesquisas do Hubble para mapear a matéria invisível no aglomerado galáctico massivo Abell 1689, localizado a 2,2
bilhões de anos-luz de distância. A gravidade do aglomerado, a maior parte da qual se origina da matéria escura, atua como
uma lente de aumento cósmica, encurvando e amplificando a luz de galáxias distantes atrás dela. Esse efeito, chamado lente
gravitacional produz imagens múltiplas, nítidas, e grandemente aumentadas daquelas galáxias, como a vista em um espelho de
uma casa de diversões. Estudando as imagens distorcidas, os astrônomos estimam a quantidade de matéria escura no interior
do aglomerado. Se a gravidade do aglomerado proviesse apenas das galáxias visíveis, as distorções pelo efeito lente seriam
muito mais fracas.
Baseados em seu mapa de massa com alta resolução, Coe e seus colaboradores confirmaram resultados prévios que mostravam
que o núcleo de Abell 1689 é muito mais denso em matéria escura do que o esperado para um aglomerado do seu tamanho, com
base em simulações de computador de crescimento da estrutura. Abell 1689 junta-se a um punhado de outros bem estudados
aglomerados que similarmente possuem núcleos densos. O achado é surpreendente, porque o empurrão da energia escura na
história primordial do universo teria dificultado o crescimento de todos os aglomerados galácticos.
“Aglomerados galácticos, portanto, teriam que ter começado a se formar bilhões de anos mais cedo de modo a alcançar os
números que vemos hoje”, explica Coe. “Nos tempos primordiais, o universo era menor e mais densamente preenchido com
matéria escura. Abell 1689 parece ter sido bem alimentado no seu nascimento pela matéria densa que o circundava no
universo primordial. O aglomerado carregou esse volume com ele através de sua vida adulta para aparecer como o observamos
hoje.”
Mapeando o Invisível
Abell 1689 está entre os aglomerados com as mais poderosas lentes gravitacionais jamais observadas. As observações de Coe,
combinadas com estudos prévios, produziram 135 imagens múltiplas de 42 galáxias de fundo.
“As imagens obtidas com a lente são como um grande quebra-cabeças”, diz Coe. “Aqui nós vislumbramos, pela primeira vez, um
meio de arrumar a massa de Abell 1689 de modo que sua lente apresentasse todas essas galáxias de fundo em suas posições
observadas”. Coe usou essa informação para produzir um mapa de alta resolução da distribuição da matéria escura do
aglomerado, o que nunca tinha sido possível antes.
Coe fez parceria com o matemático Edward Fuselier, o qual, nessa época, estava na Academia Militar dos Estados Unidos em
West Point, para inventar uma nova técnica para calcular o novo mapa. “Graças, em grande parte, às contribuições de Eddie,
nós finalmente “quebramos o código” da lente gravitacional. Outros métodos se baseiam em fazer uma série de estimativas
sobre como é o mapa, e então os astrônomos escolhem aquele que melhor combina com os dados.Usando nosso método, podemos
obter, diretamente dos dados, um mapa da massa que fornece uma combinação perfeita.
Os astrônomos estão planejando estudar mais aglomerados para confirmar a possível influência da energia escura. Um
programa maior do Hubble que analisará a matéria escura em aglomerados galácticos gigantes é a pesquisa de Efeito Lente em
Aglomerados e Supernovas com o Hubble (CLASH). Nessa pesquisa, o telescópio estudará 25 aglomerados no período total de um
mês nos próximos três anos. Os aglomerados CLASH serão selecionados pelo critério de forte emissão de Raios-X, indicando
que eles contém grandes quantidades de gás quente. Essa abundância significa que os aglomerados são extremamente massivos.
Observando esses aglomerados, os astrônomos mapearão as distribuições de matéria escura e procurarão por evidências mais
conclusivas para a formação mais cedo de aglomerados, e possivelmente a energia escura primordial.
O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a Agência Espacial Européia. O Centro
Goddard de Vôo Espacial administra o telescópio. O Instituto de Ciência de Telescópios Espaciais (STScI) conduz as
operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em
Astronomia, S.A., em Washington, D.C.
Fonte : NASA JPL/Caltech and STScI, ESA (12/11/2010)
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