A matéria escura pode ser mais uniforme do que se esperava
Estudo detalhado de uma grande área do céu feito com base em dados do VST revela resultado intrigante
Mapa da matéria escura da região G12 do rastreio KiDS Créditos:
Kilo-Degree Survey Collaboration/H. Hildebrandt & B. Giblin/ESO
A análise de um enorme rastreio de galáxias, obtido pelo Telescópio de Rastreio do VLT do ESO (VST) no Chile, sugere que a matéria escura pode ser menos densa e estar distribuída de forma mais uniforme no espaço do que o que se pensava anteriormente. Uma equipa internacional de astrónomos utilizou dados do Rastreio KiDS (Kilo Degree Survey) para estudar como é que a radiação emitida por cerca de 15 milhões de galáxias distantes é afectada pela influência gravitacional da matéria das estruturas com maiores escalas do Universo. Os resultados do estudo parecem estar em desacordo com resultados anteriores obtidos com o satélite Planck.
Hendrik Hildebrandt do Argelander-Institut für Astronomie em Bona, Alemanha, e Massimo Viola do Observatório de Leiden, Holanda, lideraram uma equipa de astrónomos de instituições de vários países, que processou as imagens obtidas no rastreio KiDS (Kilo Degree Survey), feito com o Telescópio de Rastreio do VLT do ESO (VST), instalado no Chile. Para a análise foram utilizadas imagens do rastreio que cobriam cinco zonas no céu, numa área total de cerca de 2200 vezes o tamanho da Lua Cheia e contendo cerca de 15 milhões de galáxias.
Tirando partido da qualidade de imagem excecional de que o VST usufrui no Paranal e usando software de computador inovador, a equipa conseguiu levar a cabo as medições mais precisas de sempre de um efeito conhecido por cisalhamento cósmico. Trata-se de uma variante subtil do efeito de lente gravitacional fraco, no qual a radiação emitida por galáxias distantes se encontra ligeiramente distorcida pelo efeito gravitacional de enormes quantidades de matéria, como por exemplo enxames de galáxias.
No efeito de cisalhamento cósmico esta matéria não se encontra sob a forma de enxames de galáxias mas sim de estruturas de larga escala do Universo que distorcem a radiação, dando origem a um efeito ainda mais reduzido. Rastreios muito grandes e profundos, tais como o KiDS, são necessários de modo a garantir que o sinal muito fraco do cisalhamento é captado com intensidade suficiente para poder ser medido e utilizado pelos astrónomos para mapear a distribuição da matéria. Este estudo fez uso da maior área total do céu mapeada até à data com esta técnica.
Intrigantemente, os resultados da análise parecem ser inconsistentes com deduções obtidas a partir de resultados do satélite Planck da Agência Espacial Europeia, a principal missão espacial que investiga as propriedades fundamentais do Universo. Particularmente, a medição da equipa KiDS relativa a quão “grumosa” é a matéria que se encontra distribuída no Universo — um parâmetro cosmológico fundamental — é significativamente mais baixa do que o valor derivado dos dados Planck.
Massimo Viola explica: “Este resultado indica que a matéria escura na rede cósmica, a qual corresponde a cerca de um quarto do conteúdo do Universo, é menos grumosa do que o que se pensava anteriormente. A matéria escura é muito difícil de detectar, inferindo-se apenas a sua presença pelo efeito gravitacional que exerce. Estudos como este são atualmente a melhor maneira de determinar a forma, a escala e a distribuição desta matéria invisível.
O resultado surpreendente deste estudo tem igualmente implicações na compreensão mais alargada do Universo e em como é que este evoluiu durante os quase 14 mil milhões de anos da sua história. Um tal desacordo aparente com os resultados anteriormente estabelecidos pelo Planck significa que os astrónomos terão agora que reformular o seu conhecimento de alguns dos aspectos fundamentais do desenvolvimento do Universo.
Hendrik Hildebrandt comenta: “Os nossos resultados ajudarão a refinar os modelos teóricos que explicam como é que o Universo se desenvolveu desde o seu início até aos dias de hoje. A análise dos dados do rastreio KiDS do VST é um passo importante, no entanto espera-se que telescópios futuros executem rastreios do céu ainda maiores e mais profundos. A co-líder do estudo, Catherine Heymans da Universidade de Edinburgh, Reino Unido, acrescenta: “Desvendar o que se passou desde o Big Bang é um desafio complexo, mas ao estudarmos o céu distante, podemos construir uma imagem de como é que o nosso Universo moderno evoluiu.”
“Deparamo-nos atualmente com uma discrepância intrigante relativamente à cosmologia derivada pelo Planck. Missões futuras, tais como o satélite Euclid e o Telescópio de Rastreio Large Synoptic, permitirão repetir estas medições e compreender melhor o que é que o Universo nos está a querer dizer”, conclui Konrad Kuijken (Observatório de Leiden, Holanda), investigador principal do rastreio KiDS.
Tirando partido da qualidade de imagem excecional de que o VST usufrui no Paranal e usando software de computador inovador, a equipa conseguiu levar a cabo as medições mais precisas de sempre de um efeito conhecido por cisalhamento cósmico. Trata-se de uma variante subtil do efeito de lente gravitacional fraco, no qual a radiação emitida por galáxias distantes se encontra ligeiramente distorcida pelo efeito gravitacional de enormes quantidades de matéria, como por exemplo enxames de galáxias.
No efeito de cisalhamento cósmico esta matéria não se encontra sob a forma de enxames de galáxias mas sim de estruturas de larga escala do Universo que distorcem a radiação, dando origem a um efeito ainda mais reduzido. Rastreios muito grandes e profundos, tais como o KiDS, são necessários de modo a garantir que o sinal muito fraco do cisalhamento é captado com intensidade suficiente para poder ser medido e utilizado pelos astrónomos para mapear a distribuição da matéria. Este estudo fez uso da maior área total do céu mapeada até à data com esta técnica.
Intrigantemente, os resultados da análise parecem ser inconsistentes com deduções obtidas a partir de resultados do satélite Planck da Agência Espacial Europeia, a principal missão espacial que investiga as propriedades fundamentais do Universo. Particularmente, a medição da equipa KiDS relativa a quão “grumosa” é a matéria que se encontra distribuída no Universo — um parâmetro cosmológico fundamental — é significativamente mais baixa do que o valor derivado dos dados Planck.
Massimo Viola explica: “Este resultado indica que a matéria escura na rede cósmica, a qual corresponde a cerca de um quarto do conteúdo do Universo, é menos grumosa do que o que se pensava anteriormente. A matéria escura é muito difícil de detectar, inferindo-se apenas a sua presença pelo efeito gravitacional que exerce. Estudos como este são atualmente a melhor maneira de determinar a forma, a escala e a distribuição desta matéria invisível.
O resultado surpreendente deste estudo tem igualmente implicações na compreensão mais alargada do Universo e em como é que este evoluiu durante os quase 14 mil milhões de anos da sua história. Um tal desacordo aparente com os resultados anteriormente estabelecidos pelo Planck significa que os astrónomos terão agora que reformular o seu conhecimento de alguns dos aspectos fundamentais do desenvolvimento do Universo.
Hendrik Hildebrandt comenta: “Os nossos resultados ajudarão a refinar os modelos teóricos que explicam como é que o Universo se desenvolveu desde o seu início até aos dias de hoje. A análise dos dados do rastreio KiDS do VST é um passo importante, no entanto espera-se que telescópios futuros executem rastreios do céu ainda maiores e mais profundos. A co-líder do estudo, Catherine Heymans da Universidade de Edinburgh, Reino Unido, acrescenta: “Desvendar o que se passou desde o Big Bang é um desafio complexo, mas ao estudarmos o céu distante, podemos construir uma imagem de como é que o nosso Universo moderno evoluiu.”
“Deparamo-nos atualmente com uma discrepância intrigante relativamente à cosmologia derivada pelo Planck. Missões futuras, tais como o satélite Euclid e o Telescópio de Rastreio Large Synoptic, permitirão repetir estas medições e compreender melhor o que é que o Universo nos está a querer dizer”, conclui Konrad Kuijken (Observatório de Leiden, Holanda), investigador principal do rastreio KiDS.
Fonte: ESO
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