Um novo tipo de matéria escura autointeragente poderia fornecer soluções para três quebra-cabeças cósmicos muito diferentes, sugere uma nova pesquisa.
O primeiro mistério que pode ser resolvido envolve um aglomerado ultradenso de matéria detectado no sistema JVASB1938+666que é lente gravitacionalmente, ou visivelmente distorcida, graças a uma peculiaridade de relatividade geral. A segunda tem a ver com uma “cicatriz” visível num fluxo de estrelas chamado GD-1. Basicamente, parece um objeto denso e invisível rasgado pelo riacho. E, finalmente, há a formação confusa de um aglomerado estelar incomum chamado Fornax 6 na galáxia satélite Fornax do Via Lácteao que poderia ter ocorrido se uma densa mancha de matéria escura agisse como uma armadilha gravitacional capturando estrelas que passavam.
A nova pesquisa argumenta que se matéria escura interage consigo mesmo, o que poderia explicar todas essas três situações únicas.” O que é surpreendente é que o mesmo mecanismo funciona em três ambientes completamente diferentes – em todo o universo distante, dentro de nossa galáxia e em uma galáxia satélite vizinha,” Hai-Bo Yu da Universidade da Califórnia, Riverside e do Centro de Cosmologia Experimental e Instrumentação, disse em um comunicado. “Todos mostram densidades que são difíceis de conciliar com a matéria escura do modelo padrão, mas surgem naturalmente na matéria escura auto-interagida.”
Mas o que significa realmente a matéria escura “interagir” consigo mesma, e por que isso seria um desvio da imagem “padrão” desta substância misteriosa?
A matéria escura anti-social não consegue explicar esses mistérios
Primeiro, vamos recapitular rapidamente o que realmente é a matéria escura.
A matéria escura representa cerca de 85% da matéria do universo, o que significa que “supera” a matéria comum que compreende estrelas, planetas, luas e nossos corpos em uma proporção de cerca de cinco para um. Os cientistas sabem que a matéria escura não pode ser composta de prótons, elétrons e nêutrons que compõem os átomos que compõem tudo o que vemos ao nosso redor, porque essas partículas interagem com a luz (mais precisamente, a radiação eletromagnética) — e o que quer que componha a matéria escura não o faz.
Isto também significa que a matéria escura é efetivamente invisível para nós, apenas detectável através da sua interação com a gravidade e o efeito que isso tem na matéria e na luz do dia-a-dia. Separadamente, a melhor teoria da evolução cósmica que temos até agora é o modelo padrão da cosmologia, também conhecido como modelo lambda de matéria escura fria (LCDM). No modelo LCDM, a matéria escura é “fria”, o que significa que as suas partículas movem-se lentamente e não colidem quando se encontram, passando umas pelas outras sem interagir como fantasmas cósmicos anti-sociais.
Assim, ao contrário da matéria escura fria, as partículas de matéria escura que interagem automaticamente podem colidir umas com as outras, trocando energia e momento. Estas interações podem resultar no chamado “colapso gravotérmico”, criando núcleos densos e compactos de matéria escura.
“A diferença é como uma multidão de pessoas que se ignoram e uma onde todos estão constantemente esbarrando uns nos outros”, disse Yu. “Na matéria escura auto-interagente, estas interações podem remodelar dramaticamente a estrutura interna dos halos de matéria escura. A matéria escura que interage consigo mesma pode tornar-se densa o suficiente para explicar estas observações.”
“A diferença é como uma multidão de pessoas que se ignoram e uma onde todos estão constantemente esbarrando uns nos outros”, disse Yu. “Na matéria escura autointeragente, essas interações podem remodelar dramaticamente a estrutura interna dos halos de matéria escura.”
Em suma, esta receita de matéria escura autointeragente permite núcleos densos de matéria escura com morfologia que poderia explicar os aspectos estranhos dos corpos astronômicos, como o aglomerado ultradenso de matéria observado em JVAS B1938+666 e a “cicatriz” de GD-1 – mas a matéria escura não interagente não. “A matéria escura que interage consigo mesma pode tornar-se densa o suficiente para explicar estas observações”, acrescentou Yu.
A pesquisa da equipe foi publicada em 9 de abril na revista Cartas de revisão física.
