O tipo de matéria escura que pode ser encontrado nas galáxias de fundo foi identificado por um grupo de pesquisadores que observaram “anéis de Einstein” com lentes de luz de galáxias distantes.
A presença de matéria escura em forma de onda foi observada especificamente em imagens obtidas por lentes de HS 0810+2554, um quasar distante. Hoje, seu estudo foi publicado na Astronomia da Natureza.
Em um e-mail para o Gizmodo, o pesquisador principal Alfred Amruth, astrofísico da Universidade de Hong Kong, Kowloon, declarou: “Em nosso trabalho, testamos uma previsão feita pela matéria escura semelhante a ondas pela primeira vez”. Esta é uma expectativa interessante de matéria opaca semelhante a uma onda, e utilizamos a previsão de Einstein de lentes gravitacionais como nosso instrumento.”
Devemos recuar brevemente. Os cientistas não têm ideia do que seja a matéria escura, apesar de se pensar que ela compõe cerca de 27% do universo. Juntamente com a matéria escura, a energia escura compõe cerca de 68% do universo e está incluída no grande balde de coisas misteriosas do universo.
Devido às observações em larga escala dos efeitos gravitacionais da matéria escura, os cientistas estão cientes de que ela existe. Quando observamos os movimentos dos sistemas e a distorção da luz ao seu redor, é razoável que haja mais matéria presente do que realmente podemos ver. Mas seja o que for, não podemos vê-lo e não parece interagir muito com a matéria comum.
Um desses resultados da luz sendo deformada pela gravidade são os anéis de Einstein; como a luz de uma fonte distante atravessa o espaço e passa por um item gigantesco, a luz é torcida em torno do item intermediário pelo campo gravitacional do último. Às vezes, a luz distorcida estrutura um círculo ideal próximo ao objeto de acordo com nosso ponto de vista e nos permite ver coisas que de alguma forma poderiam estar escondidas.
Há um par de candidatos à matéria inerte (e é tudo menos uma situação perdida; pode haver uma série de contribuintes potenciais para a matéria escura do universo. Partículas Enormes Cooperando Lamentavelmente (Fracas) são coisas hipotéticas que têm massa e agem como partículas ainda apenas colaboram pouco com a matéria convencional — conseqüentemente nossa impotência para reconhecê-los.
O outro concorrente significativo é o axion, uma molécula hipotética (um bóson, para ser explícito) batizada em homenagem a um limpador de roupas. O áxion seria muito mais modesto do que um Weakling e estima-se que aja mais como uma onda do que como uma molécula, semelhante a fótons de luz.
A equipe de pesquisadores se propôs a resolver um antigo problema da astronomia em seu novo trabalho: a explicação de que os quasares com lentes (sistemas distantes que parecem estrelas) vacilam em brilho. De acordo com Amruth, os modelos baseados em WIMP têm problemas para reproduzir o brilho dos quasares com múltiplas lentes. No entanto, os pesquisadores descobriram que um quasar conhecido como anomalias de brilho de HS 0180+2554 poderia ser reproduzido fielmente por matéria escura semelhante a ondas.
Amruth afirmou que a descoberta mais recente “definitivamente inclina a balança para os axions como candidato a DM e força as pessoas a aprender a abandonar o paradigma WIMP.” De qualquer forma, isso nos leva a pensar em uma nova ciência física além do Modelo Padrão da ciência física molecular”.
O Modelo Padrão, que é a teoria abrangente que descreve as quatro forças fundamentais e o comportamento das menores partículas que conhecemos, não leva em conta a matéria escura. Além disso, o modelo não leva em conta a gravidade, que parece não existir em escalas subatômicas. Isso levanta preocupações adicionais em relação à maneira precisa pela qual a matéria escura massiva ou ondulatória afeta os campos gravitacionais de seus arredores.
A equipe descobriu que o modelo WIMP previu curvas suaves para o anel de Einstein em imagens simuladas do modelo de matéria escura; O anel tem uma borda muito mais caótica e amorfa, de acordo com o modelo de matéria escura em forma de onda. As mudanças de brilho do quasar são refletidas nessa borda caótica.
Amruth afirmou: “Isso indica que DM semelhante a onda é provavelmente geralmente aplicável à vasta gama de anomalias de lente que vemos em diferentes sistemas”, apesar do fato de a equipe ter testado apenas um quasar. Eles agora foram para as peculiaridades de brilho em uma explosão cósmica com lentes, e seus primeiros resultados sugerem que a matéria opaca semelhante a uma onda pode ser consciente.
A matéria escura WIMPy ainda existe, mas não parece ser a matéria escura em pelo menos algumas lentes gravitacionais, apesar disso.
Embora modelos e observações adicionais sejam necessários, o Telescópio Espacial Webb, o Observatório Rubin e o Telescópio Espacial Romano, dois novos telescópios espaciais, podem em breve responder a algumas perguntas sobre a natureza da matéria escura.
