Cientistas mapearam a matéria escura em torno de galáxias

Cientistas com a colaboração do Dark Energy Survey (DES) lançaram o primeiro de uma série de mapas e gráficos detalhados da distribuição da matéria escura inferida a partir de seus efeitos gravitacionais. Os novos mapas confirmam as teorias atuais que sugerem que galáxias se formam onde existem grandes concentrações de matéria escura.
Os novos dados mostram grandes filamentos de matéria escura em galáxias e aglomerados de galáxias. A pesquisa e os mapas, que abrangem uma grande área do céu, são o produto de um esforço maciço de uma equipe internacional dos EUA, Reino Unido, Espanha, Alemanha, Suíça e Brasil. Eles anunciaram seus novos resultados na reunião da American Physical Society (APS) em Baltimore, Maryland.

De acordo com os cosmólogos, partículas de matéria escura se agregam ao longo do tempo em determinadas regiões do cosmos, muitas vezes nos mesmos lugares em que as galáxias se formaram. Ao longo do tempo, uma "teia cósmica" se desenvolve em todo o universo. Embora a matéria escura seja invisível, ela se expande com o universo e se sente a força da gravidade.
O primeiro mapa do Dark Energy Survey que mostra distribuição da matéria escura através de uma grande área do céu. As cores indicam a densidade de massa.

Os cientistas do DES  criaram os mapas com uma das câmeras digitais mais poderosas do mundo, a 570 megapixels Dark Energy Camera (DECAM), que é particularmente sensível à luz de galáxias distantes. Ela foi montada no telescópio Victor M. Blanco de 4 metros, situado no Observatório Interamericano de Cerro Tololo no norte do Chile. Cada um dos seus dados registraram imagens a partir de uma área de 20 vezes o tamanho da lua, visto da Terra.

Além disso, a DECAM recolhe dados quase dez vezes mais rápido do que as anteriores. De acordo com David Bacon, da Universidade do Instituto de Cosmologia e Gravitação de Portsmouth, "Isso nos permite olhar mais profundo para o espaço e ver os efeitos da matéria escura e energia escura, com maior clareza. Ironicamente, embora estas entidades das trevas, perfazem aproximadamente 96% do nosso universo, e vê-las é difícil e requer grandes quantidades de dados ".

A cúpula prateada do telescópio Blanco de 4 metros detém o DECAM no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile. (Crédito da foto: T. Abbott e NOAO / AURA / NSF)
O telescópio e seus instrumentos permitem medições precisas utilizando uma técnica conhecida como "lente gravitacional." Os astrofísicos estudam as pequenas distorções nas imagens de galáxias, devido à atração gravitacional da matéria escura em torno delas, similar às imagens distorcidas de objetos em uma lupa.

Chang e Vinu Vikram (Argonne National Laboratory) liderou a análise, com a qual traçou a teia de matéria escura em detalhes sem precedentes. "Nós medimos as distorções quase imperceptíveis nas formas de cerca de 2 milhões de galáxias para construir estes novos mapas", disse Vikram. Isso equivale a menos de 0,4% de todo o céu.
Eles apresentaram o seu trabalho de pesquisa para publicação na próxima edição dos Monthly Notices da Royal Astronomical Society.
Fonte: Universe Today

O Efeito Doppler

O Universo em que vivemos está expandindo. Sabemos disso porque vemos galáxias e grupos de galáxias se afastando progressivamente no universo. Esta expansão tem ocorrido desde que o universo foi formado há 14 bilhões de anos em um evento muito quente, denso conhecido como o Big Bang.
O espaço e o tempo foram criados no Big Bang. No início do universo, o espaço foi totalmente preenchido com a matéria. A matéria era originalmente muito quente e muito densa e então se expandiu e esfriou para eventualmente produzir as estrelas e galáxias que vemos hoje no universo.
Não se sabe o que existia antes do Big Bang. Esta questão é difícil de responder. Algumas teorias sugerem que nosso universo é parte de uma infinidade de universos (chamados de um multiverso), que estão sendo continuamente criados. Isto é possível mas muito difícil de provar.

Como sabemos que as galáxias estão se afastando ?
Vejamos um exemplo: Você já ouviu o apito de um trem em movimento, o que a acontece quando esse trem se distancia mais de você ? O som do apito parece diferente embora não seja diferente, é o mesmo som. É uma consequência do Efeito Doppler . Quando o trem se afasta do ouvinte, as cristas das ondas sonoras são “esticadas” ou deslocadas, resultando em um tom mais baixo. Quanto mais rápido o trem se afasta, mais esticado as ondas se tornam. O mesmo vale para qualquer objeto emissor de onda, quer se trate de ondas sonoras, ondas de luz ou ondas de rádio.Por outro lado, o comprimento de onda de objetos que estão se aproximando de nós são mais curtos do que aqueles emitidos por um objeto em repouso.

Átomos emitem ou absorvem a luz em comprimentos de onda característicos: hidrogênio, hélio, e todos os outros elementos atômicos têm seus próprios espectro ou assinatura. Na primeira metade deste século, Vesto Slipher estava estudando os espectros de luz emitida a partir de galáxias próximas. Ele notou que a luz vinda de muitas galáxias eram deslocadas para o comprimento de onda vermelho, isto é, no final do espectro. A interpretação mais simples desta “mudança” foi que as galáxias estavam se afastando de nós, como no Efeito Doppler .

Se medirmos a mudança do espectro de uma estrela, sabemos que se aproximam ou se afastam de nós. Mas esta mudança é para o vermelho, indicando que o foco da radiação ta indo embora. Isso é interpretado como uma confirmação da expansão do universo.
No começo parece que as galáxias estão se afastando da Via Láctea em todas as direções, dando a impressão de que nossa galáxia é o centro do universo.

Este efeito é devido à forma como o Universo se expande. É como se a Via Láctea e outras galáxias estivessem localizados em pontos na superfície de um balão. Inflando o balão todos os pontos se distanciariam de nós. Se mudarmos a nossa posição em qualquer um dos outros pontos e realizássemos a mesma operação, observaríamos a mesma coisa.
Lembrando que o efeito Doppler também pode ser aplicado à Luz, portando é só transportar a ideia das ondas sonoras para as ondas eletromagnéticas…
Assista ao vídeo: