As incríveis colisões que permitem estudar as galáxias mais antigas do Universo:jogo da estrelinha esporte da sorte

Ela é, segundo os cientistas, a cola que mantém os emaranhados juntos, formando a fundação gravitacionaljogo da estrelinha esporte da sorteestrelas, gases e galáxias pelo universo. Responde por 25% do cosmos, mas é invisível e ninguém sabe exatamente do que é feita.

Cem trilhões

Mas graças ao Bullet Cluster, cientistas agora podem assistir "de camarote" ao mistério. A colisão expôs a matéria negra, separando-ajogo da estrelinha esporte da sorteestrelas e gases, produzindo ainda uma prova direta da existência dessa “cola”.

“É meu objeto favorito no universo”, diz Marusa Bradac, astrofísica da Universidade da Califórnia.

Os aglomerados não apenas revelam a matéria negra para os cientistas. São uma ferramenta versátil, que os ajuda a estudar algumas das primeiras galáxias que existiram. São também um laboratório cósmico, no qual os pesquisadores podem analisar o comportamentojogo da estrelinha esporte da sorteum quente e energizado gás chamado plasma.

O Bullet Cluster está a 3,7 bilhõesjogo da estrelinha esporte da sorteanos-luz da Terra. Consistejogo da estrelinha esporte da sortedois aglomerados diferentes que chocam-sejogo da estrelinha esporte da sortevelocidades da ordemjogo da estrelinha esporte da sorte10 milhões km/h. Rápido para padrões humanos, mas nada demaisjogo da estrelinha esporte da sortetermos cósmicos, já que há estrelas no universo que se movem ainda mais rápido.

Mas tamanho é documento na hora das colisões. Um dos aglomerados tem massa um quatrilhãojogo da estrelinha esporte da sortevezes maior que o sol. O outro, “apenas” 100 trilhões. Quando dois pesos-pesados dessa magnitude colidem, a temperatura dos gases que os compõem aumenta para casa dos 200 milhõesjogo da estrelinha esporte da sortegraus.

Cientistas estimam que a energia liberada pelas colisões chega a oito decilhõesjogo da estrelinha esporte da sorteJoules. É o equivalente à energia produzida por seis trilhõesjogo da estrelinha esporte da sortesóis queimando desde o início do Universo – 13.8 bilhõesjogo da estrelinha esporte da sorteanos.

A colisão é vastajogo da estrelinha esporte da sortetermosjogo da estrelinha esporte da sortetempo e espaço. Um raiojogo da estrelinha esporte da sorteluz levaria 6 milhõesjogo da estrelinha esporte da sorteanos para cruzar os emaranhadosjogo da estrelinha esporte da sortecabo a rabo.

O choque que vemos hoje ocorreu há pelo menos 150 milhõesjogo da estrelinha esporte da sorteanos, algo recentejogo da estrelinha esporte da sortetermos cósmicos. Isso dá aos astrônomos uma chance sem precedentesjogo da estrelinha esporte da sorteespiar algojogo da estrelinha esporte da sorteprogresso – as batidas continuarão acontecendo por pelo menos mais alguns bilhõesjogo da estrelinha esporte da sorteanos.

Mas é posição do Bullet Cluster que o torna ainda mais único. Por coincidência, a colisão está alinhada perpendicularmente à nossa linhajogo da estrelinha esporte da sortevisão. “Somos espectadores vendo tudo acontecerjogo da estrelinha esporte da sortelado”, diz Andrey Kravstov, astrofísico da Universidadejogo da estrelinha esporte da sorteChicago.

Com os melhores lugares da casa, os astrônomos podem examinar essa colisão com mais precisão do que qualquer outro aglomerado já localizado. Isso possibilitou que eles detectassem diretamente a matéria negra pela primeira vez.

Em 2006, um timejogo da estrelinha esporte da sorteastrônomos liderados por Bradac analisou dados enviados pelos telescópios espaciais Hubble e Chandra – este último que “vê”jogo da estrelinha esporte da sorteraios-X, algo crucial para mapear os locaisjogo da estrelinha esporte da sorteque matéria normal está situada nesses aglomerados.

A vasta maioria deles consistejogo da estrelinha esporte da sortegás. E são tão massivos que a gravidade puxa fortemente as moléculasjogo da estrelinha esporte da sortegás, acelerando e aquecendo, o que as faz emitir raios-X. Aglomeradosjogo da estrelinha esporte da sortecolisão aceleram ainda mais esse gás, gerando raios-X mais energizados. Isso significa que os raios podem revelar aos astrônomos onde está a matéria normal.

Usando os dados do Hubble, os astrônomos puderam mapear a distribuição da massa do aglomerado. Tudo com massa, seja normal ou matéria negra, tem gravidade e pode distorcer a luzjogo da estrelinha esporte da sortegaláxias ao fundo. Quanto maior a massa, mais forte essa distorção ocorre.

Universo jovem

Unindo essas observações, os astrônomos descobriram que a maior parte da massa não estava junto ao gás. Cercajogo da estrelinha esporte da sorte80% da massa do Bullet Cluster estava concentradajogo da estrelinha esporte da sorteuma região que não tinha o maior brilho. E se essa massa não era gás, só podia ser matéria negra.

O fatojogo da estrelinha esporte da sorteos astrônomos estarem observando o aglomeradojogo da estrelinha esporte da sortemeio à colisão permite que eles observem o seguinte fenômeno: nuvensjogo da estrelinha esporte da sortegás “freiam” umas às outras e isso faz com que a matéria negra simplesmente passejogo da estrelinha esporte da sorteum lado para outro. Com isso, os cientistas puderam analisá-lajogo da estrelinha esporte da sorteforma isolada pela primeira vez na história.

Como conceito, a matéria negra existe desde os anos 30. Mas quase todas as linhasjogo da estrelinha esporte da sorteevidência tinham sido indiretas.

Por exemplo: algumas galáxias giram tão rápido que deveriam estar “voando” pelo céu. Algo como a matéria negra deve estar puxando as estrelas, “segurando” tudo. Sem evidências diretas, porém, havia espaço para duvidar se essa matéria realmente existia.

Alguns cientistas, por exemplo, argumentavam que o problema era uma faltajogo da estrelinha esporte da sorte“atualização” da lei da gravidade como a conhecemos.

“Mas quando os resultados do Bullet Cluster foram analisados, ficou bastante claro que as propriedades da matéria que vimos eram diferentesjogo da estrelinha esporte da sortetudo o que conhecemos na Terra. Modificações na Teoria da Gravidade não poderiam explicar a separação entre a matéria e o gás”, afirma Bradac.

Mas saber que a matéria negra existe não é o suficiente: cientistas querem saber o que ela é. A hipótese é que seja feitajogo da estrelinha esporte da sortepartículas ainda desconhecidas pelo homem, que não interagem com partículas normais ou produzem qualquer tipojogo da estrelinha esporte da sorteradiação – o que explicaria por que são tão difíceisjogo da estrelinha esporte da sorteidentificar.

E,jogo da estrelinha esporte da sorteacordo com as mais populares teorias sobre a matéria negra, essas partículas sequer interagem umas com as outras.

Uma formajogo da estrelinha esporte da sortetentar determinar isso é colidir as partículas entre si. E isso os cientistas conseguem fazer sem o trabalho faraônicojogo da estrelinha esporte da sortetentar construir um colisorjogo da estrelinha esporte da sortematéria negra: esses choques estão acontecendo no Bullet Cluster. As galáxias dos dois aglomerados estão incrustradasjogo da estrelinha esporte da sortematéria negra, logo, matéria negra também “bate” quando as colisões ocorrem.

“O Bullet Cluster fornece algumas das melhores medições já vistas. Conseguimos até descobrir algumas propriedades da matéria escura, o que não conseguíamos fazer antes”, diz Bradac.

Claro, mais dados são necessários. A cientista é partejogo da estrelinha esporte da sorteum time nos EUA que está estudando 25 outras galáxiasjogo da estrelinha esporte da sortecolisão. A esperança é quejogo da estrelinha esporte da sortealguns anos eles saibam definitivamente se a matéria escura está ou não interagindo.

Mas o Bullet Cluster também serve com uma imensa lente para o passado. Por ser tão massivo, o aglomerado tem uma gravidade que distorce os raios vindo das galáxias. Isso faz com que elas sejam ampliadas e possam ser melhor examinadas.

E essas galáxias distantes são importantes porque fazem parte das primeiras a serem formadas no Universo.

Sendo assim, o Bullet Cluster oferece uma visão do Universo jovem e sobre a formação das galáxias, algo raríssimo.

Kravtsov diz que aglomerados desse tamanho passam por apenas uma ou duas grandes colisões emjogo da estrelinha esporte da sorteexistência inteira. Mas astrônomos estão à procurajogo da estrelinha esporte da sorteoutros, com o auxíliojogo da estrelinha esporte da sortedois telescópios baseados no Chile. Matematicamente, devem haver centenasjogo da estrelinha esporte da sortemilharesjogo da estrelinha esporte da sorteaglomerados pelo menos 100 trilhõesjogo da estrelinha esporte da sortevezes maiores que o Sol espalhados pelo universo.

Por enquanto, porém, temos apenas o Bullet Cluster.