Observações de galáxias anãs ultracompactas refutam modelos populares de matéria escura

Um novo trabalho realizado por uma equipa internacional de astrónomos levou a uma conclusão sensacional: a ciência até agora tinha uma compreensão fundamentalmente incorreta da natureza da matéria escura. A maioria dos modelos de matéria escura assume que ela interage com a matéria comum apenas dentro dos limites da gravidade. Observações de seis galáxias anãs ultracompactas não muito longe de nós mostraram que a matéria escura ainda afeta de alguma forma a matéria.

Simulação da distribuição da matéria escura e comum. Fonte da imagem: Colaboração TNG

A matéria comum também pode ser invisível no espaço. A peculiaridade da matéria escura é que ela não interage de forma alguma com a radiação eletromagnética: não a absorve, não a reflete nem a espalha. Portanto, a matéria escura não pode ser detectada em nenhuma faixa acessível à ciência terrestre. Somente a gravidade de grandes nuvens de matéria escura ajuda a suspeitar de sua presença no espaço – ela refrata a luz que passa nas proximidades, como uma lente.

Mas para a evolução do Universo, das galáxias e do resto do mundo material, a matéria escura é necessária, como o ar para uma pessoa. Durante a infância do Universo, iniciou a concentração de matéria e contribuiu para o nascimento das primeiras estrelas e depois das galáxias. A matéria escura está presente em todos os lugares, mas isso não a torna facilmente detectável. No entanto, agora existe a oportunidade de olhar com mais cuidado. A nova observação sugere que a matéria escura interage com a matéria comum de alguma forma diferente da gravidade.

Os cientistas conduziram um levantamento detalhado de seis galáxias anãs ultracompactas vizinhas à Via Láctea. Como a massa dessas galáxias era claramente maior que a massa das estrelas nelas encontradas, isso indicava a presença de matéria escura nelas. A ideia era que a disposição das estrelas nas galáxias seria diferente dependendo se elas interagiam com a matéria escura apenas por meio da gravidade ou também de alguma outra forma desconhecida para nós.

A diferença na distribuição das estrelas por toda a galáxia no caso de observação (indicada em azul) e se a matéria escura não tivesse nenhum efeito sobre a matéria além da gravidade (em laranja)

Se a matéria escura afetasse as estrelas apenas através da gravidade, algumas estrelas se reuniriam no centro das galáxias num grupo denso, e uma rarefação significativa seria observada na periferia. No entanto, se a matéria escura e a matéria comum tivessem influência adicional uma sobre a outra, as estrelas seriam distribuídas de forma mais uniforme por todo o disco galáctico. Neste caso, algo poderia impedir que se acumulassem mais perto do centro. Observações de galáxias reais mostraram que as estrelas estão distribuídas uniformemente pelas galáxias. Em outras palavras, a matéria escura afeta a matéria comum não apenas através da atração gravitacional.

Esta descoberta fornece a base para o desenvolvimento de experimentos para detectar outros tipos de interação entre a matéria escura e a matéria comum, além da gravidade. É possível que anteriormente essa possibilidade não tenha sido seriamente considerada pela maioria dos cientistas, e apenas entusiastas tenham trabalhado nessa direção. Agora existe uma intriga que pode despertar o interesse da comunidade científica em buscar respostas para os mistérios da matéria escura em uma nova direção.