Uma análise recente de uma galáxia notavelmente massiva, porém compacta, do universo primordial sugere que a matéria escura pode interagir consigo mesma.
Essa galáxia, chamada JWST-ER1, formou-se apenas 3,4 bilhões de anos após o Big Bang e foi observada pela primeira vez em outubro, por meio de imagens captadas pelo Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA. Localizada a mais de 17 bilhões de anos-luz da Terra, a JWST-ER1g representa o exemplo mais distante já conhecido de um “anel de Einstein” perfeito — um círculo contínuo de luz ao redor da galáxia, formado pelo desvio dos raios de luz de uma galáxia distante e invisível devido à grande massa de distorção espacial da JWST-ER1.
Este fenômeno cósmico não é apenas um espetáculo cativante de alinhamento galáctico; também serve como uma ferramenta valiosa para os físicos fazerem estimativas independentes de modelo da massa contida dentro do raio do anel.
Por meio de cálculos meticulosos da distorção do espaço-tempo causada pela JWST-ER1g, a equipe de pesquisa estimou a massa da galáxia em cerca de 650 bilhões de massas solares, tornando-a notavelmente densa para o seu tamanho. Subtraindo a massa estelar visível da massa total inferida, os físicos podem avaliar a proporção de matéria escura dentro da galáxia, uma substância invisível que se acredita constituir mais de 80% da matéria do universo.
Apesar de décadas de observação e de considerável evidência circunstancial, a matéria escura permanece elusiva, escapando da detecção direta. No caso da JWST-ER1g, a equipe de pesquisa descobriu que a matéria escura representa aproximadamente metade da disparidade de massa, com “massa adicional necessária para explicar os efeitos de lente gravitacional”, como afirmado em sua publicação de outono.
” A massa estimada de matéria escura parece surpreendentemente alta”, observou Hai-Bo Yu, professor da Universidade da Califórnia, Riverside (UCR) e coautor do estudo.
Em um artigo subsequente, Yu e seus colegas propõem que a densidade incomumente alta da JWST-ER1g poderia ser atribuída a uma maior população de estrelas do que anteriormente se supunha. Alternativamente, um mecanismo pelo qual a matéria comum condensa-se no halo de matéria escura da JWST-ER1g poderia resultar em uma maior densidade, explicou o autor principal do estudo, Demao Kong, da UCR.
O halo de matéria escura, mais denso no núcleo da galáxia, atua como andaime gravitacional, impedindo que as galáxias girem dispersamente. Além disso, modelos que incorporam partículas de matéria escura que interagem consigo mesmas oferecem uma explicação convincente para as observações da JWST-ER1, de acordo com o estudo.
Embora a verdadeira natureza da matéria escura permaneça um mistério, pistas observacionais sugerem que ela seja um novo tipo de partícula inferido apenas por interações gravitacionais. A matéria escura pode consistir em várias espécies de partículas, semelhantes à matéria comum, possivelmente governadas por forças não descobertas exclusivas da matéria escura.
Em dezembro passado, Yu conduziu simulações incorporando matéria escura que interage consigo mesma, sugerindo que tais interações poderiam elucidar halos de matéria escura densos em certas galáxias, bem como densidades surpreendentemente baixas em outras, desafios não abordados pelas teorias prevalecentes.
Os físicos esperam que o JWST possa fornecer mais insights sobre a matéria escura. Ao observar mais profundamente no passado do universo do que qualquer outro telescópio, as futuras observações do JWST de galáxias do início do universo podem fornecer pistas sobre as partículas de matéria escura e seu comportamento, afirmou Yu.
” Esperamos ver mais revelações do JWST, lançando luz sobre a matéria escura em um futuro próximo.”
