Dark Energy Camera Produz o Melhor Mapa da Distribuição de Matéria Negra

Os sensores CCD da Dark Energy Camera. Crédito: Dark Energy Survey.

Os sensores CCD da Dark Energy Camera. Crédito: Dark Energy Survey.

O consórcio Dark Energy Survey apresentou ontem os resultados do primeiro ano de observações na reunião anual da American Physical Society, em Baltimore, Maryland. A equipa utiliza uma câmara revolucionária, a maior do mundo, com 570 mega-píxeis, instalada no Cerro Tololo Inter-American Observatory, no Chile, com o objectivo de estudar a natureza da energia negra — uma componente invisível do nosso Universo, descoberta apenas em 1998, e que constitui cerca de 73% de toda a energia nele contido.

As 3 componentes do Universo: energia negra, matéria negra e matéria normal. A matéria normal, também chamada de bariónica, é formada por electrões, protões e neutrões, constitui apenas 4% do conteúdo energético do Universo. Fonte: Wikipedia.

As 3 componentes do Universo: energia negra, matéria negra e matéria normal. A matéria normal, também chamada de bariónica, é formada por electrões, protões e neutrões, constitui apenas 4% do conteúdo energético do Universo. Fonte: Wikipedia.

As imagens obtidas pela Dark Energy Camera, como é chamada, são um verdadeiro manancial de informação que vai muito para lá do estudo da energia negra. Há cerca de um mês, uma outra equipa, da Universidade de Cambridge, anunciou a descoberta de várias galáxias anãs, satélites da Via Láctea, nas imagens obtidas pela câmara. Desta feita, os resultados que a equipa apresentou dizem respeito a uma outra componente invisível do Universo, a matéria negra, que constitui cerca de 23% da energia nele contida. A peça central da apresentação é um mapa da distribuição de matéria negra numa porção do céu correspondente a apenas 3% da área total que irá ser coberta pelo projecto ao longo dos 5 anos de actividade. Já existiam mapas deste tipo, mas este é especial pois é o maior e mais detalhado realizado até à data.

Este é o mapa apresentado pela equipa do Dark Energy Survey. Nos eixos vertical e horizontal temos as coordenadas na esfera celeste, declinação e ascensão recta, respectivamente. As cores indicam a densidade de matéria negra desde o azul (normal) até ao vermelho (muito elevada). Os círculos mostram a posição de galáxias e enxames de galáxias. É notória a estrutura filamentosa das regiões mais densas de matéria negra. As galáxias tendem a concentrar-se nestas regiões a amarelo e vermelho, tal como o previsto pelo modelo Λ-CDM. Crédito: Dark Energy Survey.

Este é o mapa apresentado pela equipa do Dark Energy Survey. Nos eixos vertical e horizontal temos as coordenadas na esfera celeste, declinação e ascensão recta, respectivamente. As cores indicam a densidade de matéria negra desde o azul (normal) até ao vermelho (muito elevada). Os círculos mostram a posição de galáxias e enxames de galáxias. É notória a estrutura filamentosa das regiões mais densas de matéria negra. As galáxias tendem a concentrar-se nestas regiões a amarelo e vermelho, tal como o previsto pelo modelo Λ-CDM. Crédito: Dark Energy Survey.

Os cientistas — duas equipas do Argonne National Laboratory, nos Estados Unidos, e do Swiss Federal Institute of Technology (ETH) Zurich, na Suíça — analisaram as imagens procurando distorções muito subtis nas imagens de 2 milhões de galáxias, para elaborar o mapa. As distorções são devidas à passagem da luz das galáxias por lentes gravitacionais formadas por galáxias mais próximas e a matéria negra que as envolve. A análise desta pequena fatia do céu é encorajadora. De facto, os cientistas determinaram que a distribuição de matéria negra observada é consistente com as actuais teorias cosmológicas que indicam que as galáxias se formaram predominantemente em regiões do Universo com maiores concentrações de matéria negra, devido à forte atracção gravitacional por ela exercida. De facto, a teoria cosmológica mais aceite na actualidade, designada por Λ-CDM (Lambda — Cold Dark Matter), explica a estrutura reticulada do Universo a escalas cosmológicas com o facto de as galáxias se agruparem ao longo de uma gigantesca rede filamentosa formada maioritariamente por matéria negra.

A estrutura do Universo a escalas cosmológicas é determinada por uma rede filamentosa complexa de matéria negra. As galáxias concentram-se nas regiões com maior densidade de matéria negra, nos nós e filamentos, devido à enorme quantidade deste material e correspondente influência gravitacional. O espaço entre os filamentos é quase desprovido de galáxias, formando vazios com dezenas ou centenas de milhões de anos-luz. Crédito: American Museum of Natural History/Hayden Planetarium.

A estrutura do Universo a escalas cosmológicas é determinada por uma rede filamentosa complexa de matéria negra. As galáxias concentram-se nas regiões com maior densidade de matéria negra, nos nós e filamentos, devido à enorme quantidade deste material e correspondente influência gravitacional. O espaço entre os filamentos é quase desprovido de galáxias, formando vazios com dezenas ou centenas de milhões de anos-luz. Crédito: American Museum of Natural History/Hayden Planetarium.

Nos próximos anos, o Dark Sky Survey vai continuar a recolher dados, aumentando progressivamente a porção do céu observada e a resolução dos seus mapas de matéria negra. Como foi dito, no entanto, o objectivo último do projecto é o estudo das propriedades da energia negra que, ao contrário da matéria negra que é provavelmente constituída por partículas elementares exóticas, parece ser uma propriedade intrínseca do próprio espaço mas acerca da qual pouco se sabe. Uma descoberta fundamental sobre a natureza de qualquer uma destas componentes do Universo será um passo de gigante para a física e cosmologia.

(Fonte: Symmetry Magazine)

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