Uma nova “balança cósmica”, usando a tênue luz de estrelas desgarradas viajando no espaço entre galáxias de aglomerados, poderá ser usada para medir a massa desses aglomerados. O trabalho, liderado por pesquisadores do Observatório Nacional, no Rio de Janeiro, e do laboratório Fermilab, nos Estados Unidos, usou dados do Dark Energy Survey e foi publicado em janeiro na revista científica internacional “Monthly Notices”.
Aglomerados de galáxias são as maiores estruturas gravitacionalmente ligadas do universo e medir sua massa é essencial para compreender melhor a matéria e a energia escuras, ambas componentes misteriosas do universo. Para localizar essa luz fantasmagórica em aglomerados de galáxias, elemento quase invisível e conhecido por cientistas como luz intra-aglomerado, é necessário observar imagens detalhadas, que revelam sinais extremamente fracos. O estudo Dark Energy Survey (DES) ou Levantamento da Energia Escura, em português, teve esse foco. Pesquisadores fizeram um mapeamento digital do céu com um telescópio de 4 metros no Chile e uma câmera de 570 Megapixels super sensível.
Graças a esse instrumento e sofisticados programas de computador, cientistas conseguiram identificar milhões de galáxias que se agrupam em milhares de aglomerados de galáxias. Cerca de 500 aglomerados mais próximos da Terra foram selecionados permitindo medir essa luz super fraca e estabelecer sua relação com a massa do aglomerado. Essa massa foi medida usando lentes gravitacionais fracas, método tradicional que deforma a luz de galáxias distantes ao passar pela grande massa do aglomerado, como previsto pela teoria da relatividade geral de Albert Einstein. O Observatório Nacional é um dos participantes do DES, uma colaboração internacional que, no Brasil, conta com financiamento da Finep, Faperj, CNPq e MCTI.
Depois que a energia escura foi descoberta, há cerca de 20 anos, cientistas começaram uma corrida para entender essa componente misteriosa do universo, que, junto com a matéria escura, representam quase 95% do que conhecemos, ou melhor, desconhecemos, do universo. Os 5% restantes são a matéria comum, da qual eu e você somos feitos.
A energia escura é responsável pela expansão acelerada do universo, e a matéria escura é invisível e intocável, como um fantasma, que só sabemos que está lá por causa dos efeitos gravitacionais de sua massa. Dentre as maneiras de estudar esses mistérios, usar aglomerados de galáxias é um dos mais promissores, mas medir a massa dessas grandes estruturas é bastante complicado. Por isso, buscar novas maneiras de fazer essa medição nos ajuda a diminuir as incertezas dessas medidas.
Esta é a primeira vez que cientistas fazem medidas tão boas da luz intra-aglomerado — e de tantos aglomerados de galáxias. As medidas de massa total e da distribuição dessa luz nos aglomerados, conseguidas pelo experimento, foram comparadas a uma simulação sofisticada do universo. Neste teste, resultados diferentes dos observacionais surgiram — o que pode apontar que processos físicos da simulação ainda precisam ser calibrados para reproduzir essa componente do universo.