Novas restrições cosmológicas sobre a natureza da matéria escura

A misteriosa matéria escura é responsável pela maior parte da matéria do Universo. A matéria escura é invisível e só se dá a conhecer através dos seus efeitos gravitacionais. A matéria escura nunca foi isolada em laboratório, por isso os investigadores devem confiar em “experiências naturais” para estudá-la.

Um tipo de experimento natural é uma lente gravitacional. Às vezes, por acaso, dois objetos a distâncias diferentes no Universo ficarão na mesma linha de visão quando vistos da Terra. Quando isso acontece, a curvatura espacial causada pela matéria ao redor do objeto em primeiro plano atua como uma lente, curvando o caminho da luz do objeto em segundo plano e formando uma imagem com lente. No entanto, é difícil alcançar a alta resolução para detectar aglomerados de matéria escura que sejam menos massivos do que as galáxias em experiências naturais, pelo que a natureza exacta da matéria escura tem sido pouco restringida.

Uma equipa de investigadores japoneses liderada pelo professor Kaiki Taro Inoue da Universidade de Kindai utilizou o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para estudar o sistema de lentes gravitacionais conhecido como MG J0414+0534 na direção da constelação de Touro. Neste sistema, o objeto em primeiro plano forma não uma, mas quatro imagens do objeto em segundo plano devido à força gravitacional de uma galáxia massiva que atua sobre a luz. Com a ajuda do efeito de curvatura e do seu novo método de análise de dados, a equipa foi capaz de detectar flutuações na distribuição da matéria escura ao longo da linha de visão com uma resolução mais elevada do que nunca, até uma escala de 30.000 anos-luz.

As novas restrições fornecidas pela distribuição observada são consistentes com modelos para partículas de matéria escura de movimento lento ou “frias”.

No futuro, a equipa planeia restringir ainda mais a natureza da matéria escura com observações adicionais.