Em busca da matéria escura

Dark Energy Survey cria um guia detalhado para encontrar a matéria escura 

A análise dos dados ajudará os cientistas a compreender o papel da matéria escura na formação das galáxias

DOE/FERMI NATIONAL ACCELERATOR LABORATORY

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IMAGEM: Este é o primeiro mapa do Dark Energy Survey que detalha a distribuição da matéria escura ao longo de uma grande área dos céus. As cores representam as densidades projetadas: vermelho e amarelo, as de maior densidade. O mapa de matéria escura reflete o quadro atual de distribuição de massas no universo, onde grandes filamentos de matéria se alinham com galáxias e aglomerados de galáxias. Os aglomerados de galáxias são representados pelas manchas cinzentas no mapa – manchas maiores representam aglomerados maiores. Este mapa cobre 3% da área dos céus que será eventualmente pesquisada pelo DES em sua missão de cinco anos.

CRÉDITO: DARK ENERGY SURVEY

 

Os cientistas do Dark Energy Survey divulgaram o primeiro de uma série de mapas da matéria escura no cosmos. Esses mapas, criados com uma das câmeras digitais mais poderosas do mundo, são os maiores mapas contínuos com este nível de detalhe e ajudarão nossa compreensão do papel da matéria escura na formação das galáxias. A análise da granulação da matéria escura nos mapas também permitirá aos cientistas exploraram a natureza da msiteriosa energia escura que se acredita estar causando a aceleração da expansão do universo.

Os novos mapas foram divulgados hoje na reunião de abril da American Physical Society em Baltimore, Maryland. Eles foram criados a partir dos dados obtidos pela Câmera de Energia Escura (Dark Energy Camera), um dispositivo de imageamento de  570 megapixels que é o principal instrumento do Dark Energy Survey (DES).

A matéria escura, a misteriosa substância que responde por cerca de um quatro do universo, é invisível até para os mais sensíveis instrumentos astronômicos porque não emite ou absorve luz. Mas seus efeitos podem ser vistos através do estudo de um fenômeno chamado de lente gravitacional – a distorção que ocorre quando a gravidade da matéria escura desvia a luz em torno de galáxias distantes. A compreensão do papel da matéria escura é parte do programa de pesquisa para quantificar o papel da energia escura, o objetivo principal deste levantamento.

A presente análise foi liderada por Vinu Vikram do Argonne National Laboratory (então na Universidade de Pennsylvania) e Chihway Chang do ETH Zurich. Vikram, Chang e seus colaboradores na Penn, no ETH Zurich, na Universidade de Portsmouth, na Universidade de Manchester e outras instituições associadas ao DES, trabalharam por mais de um ano para validar os mapas das lentes gravitacionais.

“Nós medimos as distorções quase imperceptíveis nas aparências de cerca de 2 milhões de galáxias para construir esses novos mapas”, declarou Vikram. “Eles são um testemunho, não só da sensibilidade da Câmera de Energia Escura, como também do rigoroso trabalho de nossa equipe de análise de lentes gravitacionais para compreender sua sensibilidade tão bem que fomos capazes de obter resultados de tamanha precisão”.

A câmera foi construída e testada no Fermi National Accelerator Laboratory, do Departamento de Energia do governo dos EUA, e montada no telescópio de 4 metros Victor M. Blanco no Observatório Internacional de Cerro Tololo no Chile. Os dados foram processados no Centro Nacional de Aplicações de Supercomputação na Universidade de Illinois em Urbana-Champaign.

O mapa da matéria escura divulgado hoje resulta das primeiras observações do DES e cobre 3% da área dos céus que será coberta nos cinco anos da missão do DES.  O levantamento acaba de completar seu segundo ano. Na medida em que os cientistas expandirem suas buscas, serão capazes de testar as correntes teorias cosmológicas, comparando as quantidades de matéria visível e escura.

As teorias correntes sugerem que, uma vez que existe muito mais  matéria escura do que matéria visível no universo, as galáxias devem se formar onde estejam presentes grandes concentrações de matéria escura (e, portanto, maior atração gravitacional). Até agora, as análises do DES sustentam esta hipótese: os mapas mostram grandes filamentos de matéria ao longo dos quais as galáxias e aglomerados de galáxias de matéria visível existem, assim como grandes vazios onde existem poucas galáxias. Os estudos subsequentes de alguns filamentos e vazios, assim como o enorme volume de dados coletados pelo levantamento, revelarão mais acerca desta interação entre massa e luz.

“Nossa análise, até agora, é coerente com o quadro previsto para nosso universo”, diz Chang. “Ao darmos um zoom para dentro dos mapas, pudemos medir como a matéria escura envolve galáxias de diferentes tipos e como evoluem em conjunto ao longo do tempo cósmico. Estamos ansiosos para usar os novos dados que estão chegando para podermos realizar testes mais precisos ainda dos modelos teóricos”

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