Isto equivale a traçar um mapa preciso do que não vemos: uma equipa de astrónomos acaba de estabelecer a representação mais detalhada até à data da matéria escura, essa componente enigmática do cosmos que não pode ser observada diretamente.
Esta imagem inédita, obtida graças ao telescópio espacial James Webb, cobre uma porção do céu representando cerca de duas vezes e meia o tamanho da Lua cheia. Os investigadores lá contabilizaram quase 800 000 galáxias, um total bem superior ao dos estudos anteriores. O seu método baseia-se na medição das deformações da luz proveniente de astros distantes, um efeito causado pela influência gravitacional da matéria escura, comparável à visão através de um vidro deformante.
Este mapa detalhado mostra a distribuição da matéria escura na região COSMOS, com curvas a indicar as zonas de densidade igual.
Crédito: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration Estes trabalhos reforçam a ideia de que esta substância invisível foi um ator maior na formação do cosmos. Desde as épocas mais recuadas, ela agregou-se para constituir poços gravitacionais, atraindo depois a matéria ordinária que forma as estrelas e as galáxias. Sem esta contribuição, as grandes estruturas que vemos hoje provavelmente não teriam podido aparecer.
O interesse maior deste mapa reside na sua definição notável, oferecendo um nível de detalhe inédito. Ele demonstra nomeadamente que as zonas densas em matéria escura coincidem com as regiões onde se encontra a matéria visível, uma correlação que ultrapassa o simples acaso. Esta precisão foi possibilitada graças às capacidades dos instrumentos do telescópio Webb, nomeadamente o seu detetor de infravermelhos.
Os cientistas projetam agora empregar outros observatórios, como o telescópio Euclid da Agência Espacial Europeia, de modo a alargar esta cartografia ao conjunto da abóbada celeste. A ambição é perceber melhor as características desta substância e retraçar a sua evolução ao longo de milhares de milhões de anos.
Para um dos autores, este mapa evidencia a função de arquiteto da matéria escura, que progressivamente estruturou o cosmos visível. Ele mostra como um elemento impercetível tornou possível o nascimento das galáxias, das estrelas e, em última análise, de planetas como o nosso.
Mapa da matéria escura produzido graças aos dados do telescópio James Webb.
Crédito: Dr. Gavin Leroy/Professor Richard Massey/COSMOS-Webb collaboration
Assim, esta investigação não entrega apenas uma imagem mais clara. Ela fornece também uma base de referência útil para as futuras investigações sobre a composição e o passado do nosso Universo. A zona estudada servirá de ponto de comparação para os próximos mapas, ajudando os cientistas a aperfeiçoar os seus modelos.
O fenómeno de lente gravitacional
Para detetar a matéria escura, os astrónomos exploram um efeito previsto pela teoria da relatividade geral. Quando a luz de uma galáxia distante passa nas proximidades de uma concentração importante de massa, como um aglomerado de matéria escura, a sua trajetória é ligeiramente desviada. É a isto que se chama lente gravitacional.
Este efeito permite denunciar a presença de matéria invisível. Analisando a maneira como a luz das galáxias de fundo é alterada, os investigadores podem reconstituir a distribuição da massa responsável por esta deformação. Quanto mais marcada for a deformação, mais forte é a concentração de matéria, mesmo que esta não emita nenhuma radiação.
A subtileza das medições depende do desempenho dos instrumentos. O telescópio James Webb, graças à sua grande sensibilidade, é capaz de discernir alterações muito ténues, permitindo uma cartografia da matéria escura com uma definição sem igual. Esta técnica foi aplicada a várias centenas de milhares de galáxias para produzir o novo mapa.
Fonte: Nature Astronomy