Astronomia e Universo

Um novo estudo sugere que ondulações tênues e antigas no espaço-tempo podem conter a chave para um dos maiores mistérios da física.   Ondas gravitacionais tênues da infância do universo podem conter pistas sobre como a matéria escura se formou. Crédito: Shutterstock Ondas gravitacionais podem ter desempenhado um papel na criação da matéria escura durante os primeiros momentos do universo, de acordo com um novo estudo do Professor Joachim Kopp da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz (JGU) e do Cluster de Excelência PRISMA++, em colaboração com a Dra. Azadeh Maleknejad da Universidade de Swansea . Publicado na revista Physical Review Letters , o estudo apresenta novos cálculos que descrevem uma forma até então inexplorada de formação da matéria escura, envolvendo as chamadas ondas gravitacionais estocásticas . Este trabalho aborda uma questão central na física de partículas: do que constitui o universo. Objetos do cotidiano, como planetas, estrelas e organismos vivos, são c...

Um novo estudo propõe uma ideia fascinante: as fracas ondulações no espaço-tempo que surgiram nos primeiros instantes do Universo podem ter sido responsáveis pela criação da matéria escura, um dos maiores mistérios da física atual Imagem via NASA De acordo com a pesquisa liderada pelo professor Joachim Kopp, da Universidade Johannes Gutenberg de Mainz, na Alemanha, em parceria com a Dra. Azadeh Maleknejad, da Universidade de Swansea, no Reino Unido, as chamadas ondas gravitacionais estocásticas – um tipo de “ruído de fundo? de ondas gravitacionais que preenchia o cosmos logo após o Big Bang – teriam se convertido parcialmente em partículas de matéria escura.   Para entender o contexto, vale lembrar que tudo o que vemos no dia a dia – planetas, estrelas, árvores, pessoas – é feito de matéria comum, que representa apenas cerca de 4% do Universo. A matéria escura, invisível, corresponde a aproximadamente 23% de tudo o que existe. Ela influencia a formação das galáxias e das grande...

A ausência de um sinal pode, em si, ser um sinal. Essa é a ideia por trás de um novo estudo publicado no Journal of Cosmology and Astroparticle Physics , que visa redefinir a forma como buscamos matéria escura, mostrando que pode não ser necessário encontrar as mesmas "pistas" em todos os lugares para interpretá-la.   A constelação da Ursa Maior (a Grande Ursa) abriga Messier 101, a Galáxia do Cata-vento. Esta imagem é uma combinação de exposições feitas com filtros verde e infravermelho usando a Câmera Avançada para Pesquisas do Hubble. O campo de visão é de aproximadamente 3,3 por 3,3 minutos de arco. Crédito: ESA/Hubble e NASA Em particular, o estudo sugere que, mesmo que observemos um certo tipo de sinal no centro da nossa galáxia — um excesso de radiação gama que poderia resultar da aniquilação de partículas de matéria escura — a ausência do mesmo sinal em outros sistemas, como galáxias anãs, não é suficiente para descartar essa explicação.   Na verdade, a matéria es...

  A matéria escura é um dos grandes enigmas do Universo   Esta imagem composta, capturada usando o Telescópio Espacial Hubble e o Observatório de Raios-X Chandra da NASA, juntamente com o Telescópio Gigante Magalhães em terra, mostra o Aglomerado da Bala, um par de aglomerados de galáxias que colidiram. A matéria normal é mostrada em rosa no aglomerado, enquanto a lente gravitacional revela a matéria escura em azul. Esta observação forneceu um dos exemplos diretos mais claros de matéria escura. Raios-X: NASA/CXC/CfA/M.Markevitch, Mapa óptico e de lente gravitacional: NASA/STScI, Magellan/U.Arizona/D.Clowe, Mapa de lente gravitacional: ESO WFI Ela não emite, não absorve e nem reflete luz, mas exerce uma forte influência gravitacional que ajuda formando e manter as galáxias, além de curvar a luz que vem de objetos distantes. Durante décadas, os cientistas trabalharam com o modelo da “matéria escura fria”, que imagina partículas pesadas e lentas interagindo apenas pela gravid...

Astrônomos acabam de descobrir uma das galáxias mais estranhas e misteriosas já encontradas: uma verdadeira “galáxia fantasma” chamada CDG-2, situada a cerca de 300 milhões de anos-luz da Terra, dentro do famoso aglomerado de galáxias de Perseus A galáxia CDG-2, de baixo brilho superficial, dentro do círculo vermelho tracejado à direita, é dominada por matéria escura e contém apenas uma dispersão esparsa de estrelas. A imagem completa do Telescópio Espacial Hubble da NASA está à esquerda. Crédito: NASA, ESA, Dayi Li (UToronto); Processamento de imagem: Joseph DePasquale (STScI)   O que torna essa galáxia tão especial é o fato de ser composta quase totalmente por matéria escura. Cerca de 99% de toda a sua massa – considerando tanto a parte visível quanto a invisível – é matéria escura, aquela substância misteriosa que não emite nem reflete luz e que só conseguimos detectar pelos efeitos gravitacionais que ela provoca. A quantidade de estrelas presentes na CDG-2 é tão pequena que...

Uma busca em imagens de arquivo de um telescópio espacial revela uma galáxia excepcionalmente tênue.   Utilizando o Telescópio Espacial Hubble em conjunto com outros observatórios, astrônomos identificaram uma galáxia excepcionalmente tênue, conhecida como candidata a galáxia escura-2, que parece ser quase inteiramente dominada por matéria escura. NASA; ESA; Dayi Li/Universidade de Toronto; J. DePasquale/STScI     Cerca de 84% de toda a matéria que existe no Universo é invisível aos olhos. Tudo o que conseguimos enxergar – planetas, estrelas, este texto e você mesmo – corresponde aos outros 16% feitos de matéria normal. Nós, da Terra, somos minoria na imensidão cósmica.   Ninguém consegue enxergar a matéria escura, mas sabemos que ela está ali graças a seu efeito gravitacional. Ela é uma das principais responsáveis por manter a estrutura, estabilidade e movimento das galáxias, com todas as estrelas relativamente próximas entre si. Cerca de 85% da Via Láctea, onde...

As galáxias espirais giram a uma velocidade tão elevada que apenas a gravidade calculada a partir de suas estrelas visíveis não conseguiria impedir que se dispersassem.   A galáxia Messier 33, mostrada com um halo de matéria escura (esquerda) e sem este componente (direita), ilustrando os modelos concorrentes. Crédito: ESO/S. Brunier Para elucidar este enigma, os físicos postularam a existência de uma substância invisível, a matéria escura, que não emite nem absorve luz. Essa entidade hipotética, que compõe a maior parte da massa cósmica, forneceria a atração adicional necessária para manter as galáxias unidas. No entanto, este componente permanece indescritível, nunca tendo havido, até o momento, uma confirmação por observação direta. Um estudo recente, conduzido por Naman Kumar do Instituto Indiano de Tecnologia e publicado na Physical Review Letters B, propõe um caminho diferente. Esta pesquisa questiona a necessidade de matéria escura, examinando a hipótese de uma gravidade q...

A matéria escura é um tipo de matéria que se prevê constituir a maior parte da matéria do universo, contudo, é muito difícil de detectar utilizando técnicas experimentais convencionais, uma vez que não emite, absorve ou reflete luz. Embora alguns estudos anteriores tenham recolhido indícios indiretos da sua existência, a matéria escura nunca foi observada diretamente; assim, a sua composição permanece um mistério. Crédito: Colaboração PPTA. Uma hipótese é que a matéria escura seja composta de partículas semelhantes a áxions com massa extremamente baixa, amplamente denominadas matéria escura ultraleve semelhante a áxion (ALDM). Como essas partículas são extremamente leves, as previsões sugerem que elas se comportariam mais como ondas do que como partículas individuais em escala galáctica. A colaboração PPTA, uma grande equipe de pesquisadores de diferentes institutos ao redor do mundo, aplicou uma nova abordagem para buscar matéria escura ativa (ALDM) por meio da correlação cruzada ...

  A matéria escura é um dos maiores mistérios da ciência moderna, porque não podemos vê-la, tocá-la ou senti-la com os instrumentos que temos hoje. No entanto, sabemos que ela existe porque observamos como afeta as galáxias e sentimos sua presença através da gravidade. A luz se curva ao redor dela enquanto viaja pelo universo, e a distribuição da matéria escura é conhecida devido à forma como as galáxias e os aglomerados de galáxias se movem. Além disso, o próprio universo evoluiu de maneira diferente do que teria evoluído se a matéria escura não estivesse presente.   Os 10 fatos a seguir resumem o que os cientistas aprenderam sobre essa substância invisível.   1. Isso supera tudo o que podemos ver, porque os cientistas utilizaram dados de diversas missões, incluindo a missão Planck da Agência Espacial Europeia, para mostrar que os átomos comuns compõem apenas cerca de 5% do universo, enquanto a matéria escura compõe cerca de 26% e a energia escura cerca de 69%, o que...

Conheça o novo mapa que mostra como a matéria escura curva a luz emitida pelas galáxias e mantém a matéria normal sob forte controle no universo. Comparação de imagens de matéria escura obtidas pelo Hubble e pelo JWST.  (Crédito da imagem: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/Colaboração COSMOS-Webb.)   A matéria escura mantém tudo no universo interligado, agindo como uma cola cósmica. Apesar de desempenhar um papel tão crucial, os cientistas ainda não conseguiram desvendar completamente os mistérios dessa força. Diferentemente da matéria comum — dos átomos dentro de nós aos planetas inteiros no espaço — a matéria escura não emite nem absorve luz, o que a torna invisível. Felizmente, ela possui massa; isso nos permite estimar aproximadamente a quantidade de matéria escura com base em suas interações com a matéria comum. Um novo estudo publicado na revista Nature Astronomy revelou o mapa de matéria escura com a mais alta resolução já obtida, representando um avanço na s...

  A matéria escura pode ter tido uma juventude agitada. Segundo uma equipe internacional, esta substância invisível ter-se-ia formado a temperaturas extremamente elevadas, deslocando-se quase à velocidade da luz pouco após o Big Bang. Esta proposta coloca em causa diretamente várias décadas de teorias cosmológicas que privilegiavam uma matéria escura fria e lenta.   Imagem de ilustração Pix abay Invisível mas omnipresente, a matéria escura não emite luz. A sua influência gravitacional é, no entanto, necessária para explicar a formação das galáxias. Constituindo uma parte maior da massa cósmica, ela guia a reunião das estrelas e dos planetas. A sua ausência tornaria as vastas estruturas que observamos hoje muito diferentes, senão inconcebíveis. Publicados na Physical Review Letters, estes trabalhos indicam que as partículas de matéria escura poderiam ter-se desacoplado da matéria ordinária estando muito energéticas. Este fenómeno ter-se-ia produzido durante a fase determinant...

"Se essa interação entre matéria escura e neutrinos for confirmada, será um avanço fundamental."   Ilustração mostrando um halo de matéria escura ao redor de uma galáxia espiral (Crédito da imagem: Robert Lea (criada com Canva) Uma nova pesquisa apresenta evidências convincentes de que a matéria escura interage com "partículas fantasmas" cósmicas chamadas neutrinos. Se isso se confirmar, essa interação poderá representar um sério desafio para o modelo padrão da cosmologia, nosso melhor modelo atual do universo.   Os neutrinos receberam seu apelido misterioso devido ao fato de que, enquanto essas partículas sem carga e praticamente sem massa viajam pelo espaço a velocidades próximas à da luz, elas mal interagem com outras partículas, atravessando objetos sólidos como planetas como fantasmas. De fato, as interações entre essas partículas e a matéria são tão raras e fugazes que, a cada segundo, cerca de 100 trilhões de neutrinos atravessam seu corpo sem que você si...

Como poderíamos finalmente observar a matéria escura, a substância invisível que compõe a vasta maioria da massa do Universo, de uma forma verdadeiramente original? Uma via promissora pode ter sido descoberta ao analisarmos as sutis distorções do espaço-tempo produzidas por buracos negros. Representação esquemática das ondas gravitacionais geradas por dois buracos negros em órbita próxima um do outro, pouco antes de sua colisão (mais precisamente, coalescência). A chave para essa abordagem reside no estudo das ondas gravitacionais (explicações no final do artigo), essas minúsculas ondulações na estrutura do espaço que se propagam à velocidade da luz. Quando um pequeno buraco negro orbita um muito mais massivo localizado no centro de uma galáxia, ele emite um sinal contínuo dessas ondas por milhares de anos antes de finalmente se fundirem. Essa lenta evolução constitui uma assinatura única que instrumentos futuros poderão capturar com uma precisão sem precedentes. Uma equipe do Inst...