Cientistas que usam o Telescópio Espacial Hubble descobriram evidências de pequenos aglomerados de material escura distorcendo a luz de quasares distantes.
Antes de mais zero, o que é a material escura? A material regular, ao que parece, forma somente uma pequena secção do universo. Uma porção muito maior parece ser material “escuro”, que influencia a material regular via seriedade, mas, até agora, ninguém foi capaz de detectá-lo diretamente.
A teoria mais amplamente aceita para explicar a material escura sugere que é uma partícula de movimento lento que pode formar aglomerados no universo. Novas observações do Hubble fornecem evidências dos menores aglomerados de todos os tempos, o que, se tudo der notório, levará adiante a procura dos cientistas pelo material misterioso.
Há décadas, os pesquisadores estão cientes de várias discrepâncias entre o comportamento observado dos objetos e o que era previsto pela teoria. Essas discrepâncias poderiam ser corrigidas com uma manadeira de tamanho não observada.
Isso levou a uma teoria preponderante que incluía uma material escura “fria” ou de movimento lento (versus material escura rápida e “quente”) e também a várias pesquisas usando telescópios, coletores de partículas e detectores de partículas sensíveis para encontrar a identidade dessa tamanho. A material escura e fria deve se agrupar em escalas muito menores que uma galáxia, mas os cientistas não haviam encontrado evidências desses aglomerados — até agora.
A procura por aglomerados se baseia em um concepção chamado lente gravitacional. A tamanho distorce a forma do próprio espaço-tempo. Por isso, os cientistas podem procurar fontes de tamanho recorrendo a alterações na ar de uma luz de fundo distante.
Essa distorção pode fazer com que objetos brilhantes apareçam porquê várias cópias no firmamento noturno. Os cientistas Leonidas Moustakas e Ben Metcalf, no início dos anos 2000, desenvolveram um método no qual eles focavam em determinados objetos. Uma galáxia no meio do caminho distorcia a luz e criava um “quad”, porquê eles chamaram o conjunto de quatro imagens replicadas da nascente de luz de fundo. Geralmente, essa nascente é um objeto distante e luminoso chamado quasar.
Porém, objetos menores, porquê aglomerados de material escura, também podem modificar o cintilação das imagens. A conferência de cada uma das quatro imagens permite que os pesquisadores determinem se existem halos ou aglomerados menores de material escura no caminho.
Mas as observações passadas tinham um problema: outros objetos de luz também podiam originar distorções e fabricar um sinal que imitava a material escura. Esse efeito é chamado microlente.
A investigador Anna Nierenberg, que agora trabalha no Laboratório de Propulsão a Jato da CalTech, percebeu que os quasares liberam um tipo de radiação chamada “emissão de risco estreita nuclear” que não é afetada por microlentes e que o Hubble seria capaz de detectar essa emissão.
Ela e sua equipe apresentaram uma proposta para estudar essas emissões pela primeira vez em 2014, quando ela ainda era uma estudante de graduação. Depois uma longa espera, que incluiu compra de dados e estudo em oito desses “quads”, eles divulgaram seus resultados em um cláusula no periódico Monthly Notices, da Royal Astronomical Society.
“É uma grande validação para mim enquanto investigador no início da curso”, disse Nierenberg ao Gizmodo. Ela também contou que ficou animada por sua proposta ter sido selecionada e por ter durante qualquer tempo o poder de escolher para onde o Hubble deveria indicar.
Um segundo cláusula no mesmo periódico, liderado por Daniel Gilman, da UCLA, argumenta que os dados concordam melhor com modelos de material escura fria que incluem aglomeração do que com modelos sem aglomeração.
Os menores aglomerados que produziriam os efeitos observados teriam entre 1 milhão e 10 milhões de vezes a tamanho do Sol, uma tamanho muito menor que a de uma galáxia e talvez pequena demais para moderar estrelas. Seria exclusivamente um grande ajuntamento de material escura.
É uma reparo emocionante. “As lentes de subestrutura têm sido objeto de sonho, pois poderiam revelar a natureza da material escura. Elas foram procuradas por quase duas décadas devido a problemas técnicos — durante muito tempo, havia exclusivamente sete lentes adequadas para estudos de lentes de subestrutura”, Annika Peter, professora associada em física na Universidade Estadual de Ohio que não participou do estudo, disse ao Gizmodo em um e-mail. “O cláusula [de Gilman], com essa grande exemplar, mostra o quão grandes podem ser as restrições à natureza da material escura.”
Basicamente, o padrão mais simples de material escura fria ainda funciona e será ainda melhor testado com mais desses quads.
Esta é exclusivamente mais uma evidência da material escura fria, e os cientistas ainda estão tentando desenredar do que ela é feita.
Nierenberg disse que não estamos no ponto em que os pesquisadores podem ter certeza de que a material escura é uma partícula que será encontrada em um experimento na Terreno. Mas nascente cláusula serve para verificar se a fria é o tipo patente de material escura para os cientistas caçarem.
Obviamente, a possibilidade de que a material escura seja um pouco completamente maluco, um pouco sobre o qual os cientistas ainda não pensaram, não está fora de questão. Teremos que ser pacientes. Enfim, essas buscas geralmente levam décadas.
Os pesquisadores continuarão em procura dessas lentes, o que fornecerá mais restrições às propriedades da material escura. Nierenberg disse que há mais dados do Hubble para indagar, e possivelmente o horizonte Observatório Vera Rubin será capaz de encontrar outros tantos. A procura continua.