Os detetives da matéria escura mal sabem algo sobre a matéria escura, mas agora eles sabem o seguinte: ele se comporta de maneira diferente nas margens das galáxias antigas e nas novas.
Matéria escura é o material que não podemos ver no universo. Compõe a maior parte da massa do universo, mas não emite luz. No entanto, puxa tudo com gravidade. Tudo no universo age como se estivesse sendo puxado por grandes nuvens pesadas de algo que não podemos ver. Os astrônomos simplesmente não têm certeza do que é isso.
Um novo artigo, publicado em 3 de janeiro na revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society, ajuda a reduzi-lo.
A maior parte da matéria escura que os cientistas conhecem existe em "halos" ou nuvens nas galáxias. Mas há um problema: esses núcleos não se comportam como deveriam, de acordo com as simulações do computador.
Quando os pesquisadores modelam o comportamento dos halos da matéria escura, essas estruturas geralmente formam certas formas: bolas densas de matéria escura no centro das galáxias, cercadas por mechas nubladas. Os astrônomos chamam isso de distribuição "cúspide" da matéria escura. Mas, na realidade, muitas galáxias se comportam como se sua matéria escura orbitasse nos confins da galáxia, cercando um "núcleo" mais ou menos vazio do material invisível. Os astrônomos chamam essa discrepância de problema do "cusp-core".
A explicação popular para o problema do núcleo cúspide, chamado de "SIDM), sugere que não apenas a matéria escura existe inteiramente fora da física que podemos detectar e entender diretamente, mas também atua sobre usando forças desconhecidas. Se as interações da matéria escura com ela mesma diferem das interações com a matéria comum, isso poderia explicar como ela conseguiu viajar dos centros das galáxias para as bordas.
Mas essa explicação pode complicar demais as coisas, sugere o novo estudo.
Outra força poderia empurrar a matéria escura para fora do centro das galáxias: aquecimento da matéria escura. Isso se refere à intensa energia e vento da formação estelar que expulsa a matéria escura dos centros das galáxias (onde a maioria das novas estrelas se forma). Mas há pouca evidência direta desse fenômeno, e mesmo que houvesse, não está claro se esse aquecimento seria poderoso o suficiente para explicar a discrepância entre os modelos de distribuição de matéria escura e o que as observações mostram.
Este novo artigo, no entanto, sugere que o aquecimento da matéria escura é a explicação correta.
Os autores estudaram 16 galáxias anãs divididas em duas categorias: galáxias que pararam de formar estrelas bilhões de anos atrás e galáxias que pararam de formar estrelas mais recentemente ou ainda estão formando estrelas.
Os pesquisadores descobriram que as galáxias mais antigas e menos ativas tendem a ter cúspides de matéria escura - regiões em seus centros com muita matéria escura. Galáxias mais ativas tendiam a ter núcleos vazios.
As novas descobertas sugerem que o aquecimento da matéria escura é real e desempenha um papel significativo no comportamento da matéria escura, escreveram os pesquisadores. As galáxias que há muito tempo pararam de formar estrelas também tinham menos energia para empurrar a matéria escura para fora do centro galáctico. Nesses casos, a matéria escura se comporta da maneira que os modelos simples prevêem. Galáxias formadoras de estrelas mais ativas tinham mais aquecimento, e isso fazia com que a matéria escura se desviasse dos modelos.
Se essa descoberta estiver correta, ela reduz as possibilidades do que poderia ser a matéria escura, embora não de forma dramática: ela precisa ser algo que seria expelido do centro de uma galáxia com muitas novas estrelas. E esse resultado pode significar que é desnecessário propor todos os tipos de propriedades bizarras da matéria escura para explicar como a substância se comporta.
Ainda assim, nada ainda está certo. Os pesquisadores reconheceram em seu artigo que se baseavam em métodos para simular a matéria escura que foram alvo de críticas. Pode haver outras galáxias por aí com propriedades em algum lugar entre os modelos de cúspide e núcleo, o que complicaria as novas descobertas.
Por enquanto, porém, os detetives de matéria escura podem juntar outras evidências em seus quadros de avisos cobertos de barbante vermelho.
