Astrónomos sondaram halos cheios de gás ao redor de galáxias, numa missão para encontrar material “desaparecido” que deveria aí residir, mas acabaram de mãos vazias. Afinal, onde está a matéria em falta no Universo?

Toda a matéria no Universo existe na forma de matéria “normal” ou na forma de matéria escura, notoriamente elusiva e invisível. Esta última é cerca de seis vezes mais prolífica.

Curiosamente, os cientistas que estudam galáxias próximas descobriram, nos últimos anos, que estas contêm três vezes menos matéria normal do que o esperado. Aliás, a nossa própria galáxia, a Via Láctea, contém menos de metade da quantidade esperada.

“Isto tem sido um mistério há já muito tempo, e os cientistas empenharam muito esforço à procura dessa matéria em falta,” afirma Jiangtao Li, da Universidade de Michigan, Estados Unidos, autor principal do novo artigo científico, publicado recentemente na The Astrophysical Journal Letters.

“Porque é que não está nas galáxias – ou está lá, mas não a conseguimos ver? Se não está lá, onde está? É importante resolver este enigma, pois é uma das partes mais incertas dos nossos modelos, tanto do Universo primitivo quanto de como as galáxias se formam”, acrescenta.

Em vez de estar dentro da massa principal da galáxia – a matéria que pode ser observada oticamente – os investigadores pensaram que poderia estar numa região de gás quente que se estende para o espaço para formar o halo de uma galáxia.

Estes halos esféricos e quentes foram detetados antes, mas a região é tão fraca que é difícil observar em detalhe – a sua emissão de raios-X pode perder-se e ser indistinguível da radiação de fundo. Frequentemente, os cientistas observam uma pequena distância nessa região e extrapolam as suas descobertas, mas isto pode dar azo a resultados pouco claros e variados.

Jiangtao e os seus colegas queriam medir o gás quente a distâncias maiores, usando o observatório espacial XMM-Newton da ESA. Analisaram seis galáxias espirais semelhantes e combinaram os dados para criar uma galáxia com as suas propriedades médias.

“Ao fazer isso, o sinal da galáxia torna-se mais forte e o fundo de raios-X comporta-se melhor,” acrescenta o coautor Joel Bregman, também da Universidade de Michigan. “Fomos então capazes de ver a emissão de raios-X cerca de três vezes mais longe, o que tornou a nossa extrapolação mais precisa e confiável.”

Galáxias espirais massivas e isoladas oferecem a melhor oportunidade de procurar por matéria perdida. Estas galáxias são maciças o suficiente para aquecer o gás a temperaturas de milhões de graus.

Além disso, emitem raios-X e evitam, em grande parte, a contaminação por outros materiais por meio da formação de estrelas ou de interações com outras galáxias.

Ainda desaparecida

Os resultados da equipa mostraram que o halo em torno das galáxias, como as que foram observadas, não pode conter todo o material que falta. Apesar de extrapolar para quase 30 vezes o raio da Via Láctea, quase três-quartos do material esperado ainda estava em falta.

Existem outras teorias alternativas principais sobre onde a matéria poderá estar: ou se encontra armazenada noutra fase gasosa que é mal observada – talvez uma fase mais quente e mais ténue ou uma fase mais fria e mais densa – ou dentro de um trecho do espaço que não é coberto pelas nossas observações atuais, ou ainda emite raios-X demasiado fracos para serem detetados.

De qualquer forma, uma vez que as galáxias não contêm material em falta suficiente, podem tê-lo ejetado para o espaço, talvez impulsionadas por injeções de energia de estrelas em explosão ou por buracos negros supermassivos.

“Este trabalho é importante para ajudar a criar modelos de galáxias mais realistas e, por sua vez, ajudar-nos a entender melhor como a nossa própria Galáxia se formou e evoluiu,” sublinha Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA. “Este tipo de descoberta não é possível sem a incrível sensibilidade do XMM-Newton.”

“No futuro, os cientistas poderão adicionar ainda mais galáxias às nossas amostras de estudo e utilizar o XMM-Newton em colaboração com outros observatórios de alta energia, como o futuro Telescópio Avançado da ESA para Astrofísica de Alta Energia, Athena, para sondar partes densas das orlas externas de uma galáxia, enquanto continuamos a desvendar o mistério da matéria desaparecida do Universo”, conclui.

Fonte: ZAP

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