Teoria da matéria escura resolve 2 enigmas astrofísicos de uma vez

Pesquisar a matéria escura, forma hipotética que representa cerca de 85% da matéria do Universo , é o mesmo que trabalhar, literalmente, no escuro. Afinal, diferente da matéria comum, a escura tem esse nome justamente por não absorver, refletir ou emitir luz. Isso significa não poder ser observada diretamente por meios ópticos, o que dificulta até mesmo sua detecção.

Nessa busca constante por algo que não se pode ver, uma teoria publicada em 2003, chamada “matéria escura autointerativa” (SIDM no acrônimo em inglês), propõe que as partículas de matéria escura interagem entre si através de uma força escura também invisível, colidindo fortemente umas com as outras perto do centro das galáxias.

Recentemente, em um estudo publicado na revista The Astrophysical Journal Letters , uma equipe de astrônomos liderada por cientistas da Universidade da Califórnia, em Riverside nos EUA, demonstrou que a SIDM é capaz de explicar, ao mesmo tempo, dois enigmas astrofísicos em extremos opostos.

Sistema de lentes gravitacionais da galáxia SDSSJ0946+1006.

Para demonstrar que o SIDM dá conta de solucionar os dois quebra-cabeças astrofísicos, a equipe realizou as primeiras simulações computacionais de alta resolução para avaliar como essa proposição funcionaria no Universo. Nesse sentido, focaram em halos de lente gravitacional forte e galáxias ultradifusas.

De acordo com o pesquisador líder, Hai-Bo Yu, da UC Riverside nos EUA, “o primeiro [enigma] é um halo de matéria escura de alta densidade em uma enorme galáxia elíptica ”. Ele teria sido detectado através de fortes lentes gravitacionais que ocorrem quando a luz de galáxias distantes que viaja pelo espaço “se curva” em torno de objetos supermassivos.

O segundo problema diz respeito a halos de matéria escura em galáxias ultradifusas (com baixíssima luminosidade). Eles têm densidades reduzidas e são difíceis de explicar pela teoria da matéria escura fria, que conceitua essa forma como partículas que se movem lentamente em relação à velocidade da luz.  

O estudo apresenta um modelo de SIDM dependente da velocidade.

Para o primeiro autor do artigo, Ethan Nadler, da Universidade do Sul da Califórnia, em ambas as situações simuladas, "essas autointerações levam à transferência de calor no halo, o que diversifica a densidade do halo nas regiões centrais das galáxias”.

Isso quer dizer que alguns halos têm densidades centrais mais altas e outros, mais baixas, quando comparados com a matéria escura leve. 

Dessa forma, o atual estudo apresenta um novo modelo de SIDM dependente da velocidade. Usando o modelo computacional N-corpos, os pesquisadores simularam fortes autointerações de matéria escura em escalas de grupos de galáxias. Foram identificados halos e sub-halos que podem explicar por si, tanto o efeito de lente gravitacional forte quanto o das galáxias ultradifusas.

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