O universo possui dois tipos de matéria. Existe a matéria escura invisível, conhecida apenas por seus efeitos gravitacionais em grande escala, e existe a matéria comum, como gás, poeira, estrelas, planetas e coisas terrestres, como massa de biscoito e canoas.
Cientistas estimam que a matéria comum compõe apenas cerca de 15% de toda a matéria, mas há muito tempo lutam para documentar onde toda ela está localizada, com cerca de metade ainda não contabilizada. Com a ajuda de poderosas rajadas de ondas de rádio emanadas de 69 locais no cosmos, os pesquisadores agora encontraram a matéria “perdida”.
Os pesquisadores descobriram que uma fatia menor da matéria ausente reside nos halos de material difuso que circundam as galáxias, incluindo a nossa Via Láctea.
A matéria comum é composta de bárions, que são partículas subatômicas (prótons e nêutrons) necessárias para formar átomos.
“Pessoas, planetas e estrelas são feitos de bárions. A matéria escura, por outro lado, é uma substância misteriosa que compõe a maior parte da matéria no universo. Não sabemos qual nova partícula ou substância compõe a matéria escura. Sabemos exatamente o que é a matéria comum, só não sabíamos onde ela estava”, disse Connor.
Então, como tanta matéria comum foi parar no meio do nada? Enormes quantidades de gás são ejetadas das galáxias quando estrelas massivas explodem em supernovas ou quando buracos negros supermassivos dentro das galáxias “arrotam”, expelindo material após consumir estrelas ou gás.
“Se o universo fosse um lugar mais tedioso, ou se as leis da física fossem diferentes, você poderia descobrir que a matéria comum se dividiria em galáxias, esfriaria, formaria estrelas, até que cada próton e nêutron fosse parte de uma estrela. Mas não é isso que acontece”, disse Connor.
Assim, esses processos físicos violentos estão espalhando matéria comum por imensas distâncias e a relegando à natureza selvagem cósmica. Esse gás não está em seu estado normal, mas sim na forma de plasma, com seus elétrons e prótons separados.
O mecanismo usado para detectar e medir a matéria comum ausente envolveu fenômenos chamados rajadas rápidas de rádio, ou FRBs – pulsos poderosos de ondas de rádio que emanam de pontos distantes do universo. Embora sua causa exata permaneça um mistério, uma hipótese importante é que sejam produzidos por estrelas de nêutrons altamente magnetizadas, brasas estelares compactas que sobram após a morte de uma estrela massiva em uma explosão de supernova.
À medida que a luz em frequências de ondas de rádio viaja da fonte das FRBs até a Terra, ela se dispersa em diferentes comprimentos de onda, assim como um prisma transforma a luz do sol em um arco-íris. O grau dessa dispersão depende da quantidade de matéria no caminho da luz, fornecendo o mecanismo para localizar e medir a matéria onde, de outra forma, ela permaneceria desconhecida.
Cientistas utilizaram ondas de rádio provenientes de 69 FRBs, 39 das quais foram descobertas por meio de uma rede de 110 telescópios localizados no Observatório de Rádio Owens Valley do Caltech, perto de Bishop, Califórnia, chamada Deep Synoptic Array. Os 30 restantes foram descobertos por meio de outros telescópios.
As FRBs estavam localizadas a distâncias de até 9,1 bilhões de anos-luz da Terra, as mais distantes já registradas. Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano, 9,5 trilhões de km.
Com toda a matéria comum contabilizada, os pesquisadores conseguiram determinar sua distribuição. Cerca de 76% reside no espaço intergaláctico, cerca de 15% em halos de galáxias e os 9% restantes estão concentrados dentro das galáxias, principalmente como estrelas ou gás.
“Agora podemos avançar para mistérios ainda mais importantes sobre a matéria comum no universo”, disse Connor. “E além disso: qual é a natureza da matéria escura e por que é tão difícil medi-la diretamente?”
Fonte: Reuters/Will Dunhan
Comente este post