Dark Matter: Que papel desempenha?

Todos nós já ouvimos falar matéria escura - aquele "material" misterioso do cosmos que até agora não foi detectado diretamente, mas pode ser inferido por seu efeito gravitacional na matéria "normal" (o que os cientistas chamam de "bariônico"). Os astrônomos sabem que é importante e que desempenha um papel, mas qual é esse papel?

Em nosso universo, a matéria escura supera a matéria normal - as coisas cotidianas que vemos ao nosso redor por um fator de 6 para 1. O efeito gravitacional de toda essa matéria une galáxias e aglomerados de galáxias. Toda galáxia é cercada por um halo de matéria escura que pesa até um trilhão de sóis e se estende por centenas de milhares de anos-luz.

A maior questão sobre a matéria escura é: do que é feita? É a chamada matéria escura "quente"? Ou matéria escura "fria"? Os astrônomos ainda estão tentando descobrir isso. A matéria escura não pode ser vista, sentida, provada, cheirada ou imaginada. Pode, no entanto, ser detectado por sua influência em outro material no universo. Isso inclui sua força gravitacional. Mas existem outros aspectos da matéria escura que os pesquisadores ainda estão descobrindo e explicando. Uma vez que eles tenham uma boa idéia do que realmente é, ou seja, de que partículas são feitas, poderão caracterizá-lo mais completamente. É apenas uma questão de tempo antes que isso aconteça.

Os astrônomos sabem algumas coisas sobre galáxias: eles têm estrelas, planetas, nebulosas, buracos negros e muita matéria escura. Cada galáxia maciça tem um buraco negro no seu centro. Quanto mais pesada a galáxia, maior é o seu buraco negro. Mas como os dois estão relacionados? Afinal, o buraco negro é milhões de vezes menor e menos massivo que sua galáxia. Os astrônomos estudam coleções de estrelas em forma de futebol chamadas galáxias elípticas para entender a conexão entre uma galáxia e seu buraco negro. Acontece que a mão invisível da matéria escura de alguma forma influencia o crescimento dos buracos negros e a formação de galáxias. A existência desse assunto que não podemos ver ou tocar foi postulada pela primeira vez pelo astrônomo Fritz Zwicky no início do século 20, e posteriormente observada e verificada por uma equipe de observadores liderada pela astrônoma Vera Rubin.

Galáxias elípticas são mais ou menos coleções de estrelas em forma de ovo com buracos negros no coração. Os cientistas usaram movimentos estelares como uma maneira de pesar os buracos negros centrais das galáxias. Medições de raios-X de gás quente ao redor das galáxias ajudaram a pesar o halo da matéria escura. Acontece que quanto mais matéria escura uma galáxia tiver, mais gás quente ela poderá reter. Assim, em uma galáxia com um grande "halo" de matéria escura ao seu redor, a relação entre os dois é mais forte do que aquela entre um buraco negro e as estrelas da galáxia.

Essa conexão provavelmente está relacionada a como as galáxias elípticas crescem. Eles formam quando galáxias menores se fundem, e as estrelas e a matéria escura se misturam e se misturam. Como a matéria escura supera tudo o resto, molda a galáxia elíptica recém-formada e guia o crescimento do buraco negro central. A fusão cria um plano gravitacional que a galáxia, as estrelas e o buraco negro seguirão para se construir.

Os astrônomos suspeitam fortemente que a matéria escura também afeta o crescimento de outros tipos de galáxias. Estudos teóricos recentes da matéria escura e sua influência nos objetos da galáxia indicam que a própria Terra, e talvez até a vida que ela foram afetados pela matéria escura de alguma maneira, à medida que nosso Sol e planetas viajavam pela galáxia por centenas de milhões de anos.

O disco galáctico - a região de a Via Láctea onde nosso sistema solar vive - está cheio de estrelas e nuvens de gás e poeira, e também uma concentração de matéria escura indescritível - pequenas partículas subatômicas que podem ser detectadas apenas por sua gravidade gravitacional efeitos À medida que a Terra (e presumivelmente sistemas planetários em torno de outras estrelas) viaja através do disco, a matéria escura acumulações perturbam as órbitas de cometas distantes, enviando-as em rota de colisão com planetas.

Parece também que a matéria escura pode aparentemente se acumular dentro do núcleo da Terra. Eventualmente, as partículas de matéria escura se aniquilam, produzindo calor considerável. O calor criado pela aniquilação da matéria escura no núcleo da Terra pode desencadear eventos como vulcânicos erupções, construção de montanhas, reversões de campos magnéticos e mudanças no nível do mar, que também mostram picos a cada 30 milhão de anos.

Parece que a matéria escura tem muito a responder no universo. É um material incrivelmente eficaz, mesmo que ainda não tenha sido visto. Sua mão invisível é sentida em todos os lugares.