Astrônomos criam mapa inédito da matéria escura no Universo

Ao contrário dos filósofos antigos que imaginavam as origens do universo, os cosmólogos modernos usam ferramentas quantitativas para obter insights sobre a evolu��ão e a estrutura do universo - e foi assim que eles criaram o mapa mais detalhado da matéria escura que se tem notícia. Distribuída por um quarto de todo o céu, o mapa revela como a matéria se estende profundamente no cosmos e confirma a teoria de Einstein ao revelar como as estruturas massivas cresceram e dobraram a luz.

“Mapeamos a matéria escura invisível no céu nas maiores distâncias e vemos claramente as características desse mundo invisível com centenas de milhões de anos-luz de diâmetro”, completa Sherwin em comunicado para a imprensa.

Apesar de constituir 85% do universo e influenciar sua evolução, a matéria escura tem sido difícil de detectar porque só interage com a gravidade e não com a luz ou outras formas de radiação eletromagnética. Assim, para rastreá-la, os mais de 160 colaboradores que construíram e coletaram dados do Atacama Cosmology Telescope observam a luz que emana após o início da formação do universo, o Big Bang, e rastreou como a atração gravitacional de estruturas grandes e pesadas, incluindo a matéria escura, distorce essa luz em sua jornada de 14 bilhões de anos até nós.

Segundo Mathew Madhavacheril, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia da Universidade da Pensilvânia, este novo mapa que usa as distorções de luz que sobraram do Big Bang: “Surpreendentemente, fornece medições que mostram que tanto a 'protuberância' do universo quanto a taxa de crescimento após 14 bilhões de anos de evolução são exatamente o que você esperaria de nosso modelo padrão de cosmologia baseado na teoria de gravidade de Einstein".

Embora inéditos, ou justamente por isso, os resultados do atual estudo alimentam, segundo os pesquisadores, um antigo debate na cosmologia acerca da correspondência entre as medições atuais e as teorias subjacentes sobre a presença e o crescimento da massa do universo.

“Os dados das lentes que captamos rivalizam com pesquisas mais convencionais da luz visível das galáxias em sua capacidade de rastrear a soma do que está lá fora”, explica Suzanne Staggs, diretora do ACT e professora de física Henry DeWolf Smyth na Universidade de Princeton.

Segundo os pesquisadores pesquisas realizadas com a base de luz convencional, e não as distorções que sobraram do Big Bang (tecnicamente chamadas de CMB) produziu resultados que sugerem que a matéria escura não era irregular o suficiente sob o modelo padrão da cosmologia e levou a preocupações de que o modelo poderia estar errado. No entanto, os resultados mais recentes da equipe do ACT foram capazes de avaliar com precisão que os grandes pedaços vistos nesta imagem são do tamanho exato.

“Quando os vi pela primeira vez, nossas medições estavam tão de acordo com a teoria subjacente que levei um momento para processar os resultados”, diz Cambridge Ph.D. aluno Frank Qu, parte da equipe de pesquisa. “Será interessante ver como essa possível discrepância entre diferentes medições será resolvida.", completa.

O projeto Atacama Cosmology Telescope, que operou por 15 anos, foi desativado em setembro de 2022. No entanto, mais trabalhos apresentando resultados do conjunto final de observações ainda devem ser publicados. Há também a expectativa que o Observatório Simons realizará observações futuras no mesmo local, com um novo telescópio, a partir de 2024.