Novas teorias sobre a matéria escura

Novas observações em aglomerados de galáxias dão pistas e novas teorias para estudar a matéria escura.

Tom Broadhurst, o pesquisador de Ikerbasque no departamento de física teórica da UPV/EHU, juntamente com Sandor Molnar da National Taiwan University e pesquisador visitante do Ikerbasque na UPV/EHU em 2013, realizaram uma simulação que explica a colisão entre dois aglomerados de galáxias. Aglomerados de galáxias são os maiores objetos que existem no universo. Eles são coleções de centenas de milhares de galáxias juntos puxadas pela gravidade.

Em geral, aglomerados de galáxias crescem em tamanho, mesclando-se uns com os outros, tornar-se cada vez maiores. Forças gravitacionais lentamente reúnem as galáxias ao longo do tempo, apesar da expansão do universo. O sistema conhecido como "El Gordo", conhecido como o maior aglomerado de galáxias, é o resultado da colisão entre dois grandes aglomerados. Verificou-se que o processo de colisão comprime o gás dentro de cada aglomerado a temperaturas muito elevadas que brilham na região do espectro de raio-x. No espectro de raio-x, esta nuvem de gás é como um cometa com duas caudas longas, estendendo-se entre os núcleos densos dos dois aglomerados de galáxias. Esta configuração distinta permitiu que os investigadores estabelecessem a velocidade relativa da colisão, que é de ~2200km/seg, que coloca no limite do que é permitido pela teoria atual para matéria escura.

Estes raros exemplos extremos de aglomerados pegos em flagrante em colisões, parecem ser um desafio à vista, já que a matéria escura é composta de partículas pesadas e, na verdade, tais partículas não foram detectadas ainda, apesar dos esforços para encontrá-las por meio do acelerador LHC (Grande Colisor de Hádrons) em Genebra e o LUX (grande experimento subterrâneo Xenon), um detector de matéria escura subterrâneo nos Estados Unidos. Na opinião de Tom Broadhurst, "é mais importante encontrar um novo modelo que irá permitir um melhor entendimento da misteriosa matéria escura". Broadhurst é um dos autores de um modelo de ondas de matéria escura publicado na Nature Physics do ano passado.

Esta nova peça de investigação tem acarretado a interpretar que o gás observado e a matéria escura de El Gordo foram "direcionados" através do desenvolvimento de um modelo computacional interno que inclui a matéria escura, na qual compreende a maior parte da massa, e que pode ser observado na região de raio-x do espectro visível por causa de sua temperatura extremamente elevada (100 milhões de kelvin). Dr Broadhurst e Dr Molnar conseguiram obter uma solução computacional única para esta colisão devido a forma de cometa que o gás quente e os locais e as massas dos dois núcleos de matéria escura que se cruzaram num ângulo oblíquo a uma velocidade relativa de cerca de 2200 km/s. Isto significa que a liberação de energia total é maior do que a de qualquer outro fenômeno conhecido, com exceção do Big Bang.

Mais informações: "Hydrodynamical Solution for the 'Twin-Tailed' Colliding Galaxy Cluster 'El Gordo.'" Astrophysical Journal,ApJ 800 37. DOI: 10.1088/0004-637X/800/1/37

Traduzido e adaptado de: Phys