Matéria escura e matéria normal foram separadas pela colisão de dois grandes aglomerados de galáxias. A descoberta, feita com uso do Observatório Chandra de Raios-X e outros telescópios, oferece, segundo os pesquisadores envolvidos nas observações, evidência direta da existência da misteriosa matéria escura, que não interage com luz ou radiação.
“Este é o evento cósmico mais energético, além do Big Bang, de que temos conhecimento”, disse Maxim Markevitch, do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian. As observações oferecem a evidência mais forte já obtida de que a maior parte da matéria do universo é escura. Alguns cientistas já propuseram teorias alternativas à existência da matéria escura, como a suposição de que gravidade, em escalas intergalácticas, seria mais forte do que o previsto.
Mas essas teorias não são capazes de explicar os efeitos da colisão observada. “Um universo dominado por material invisível parece ridículo, então quisemos ver se havia alguma falha fundamental em nosso raciocínio”, disse Doug Clowe, líder do estudo. Nos aglomerados de galáxias, a matéria normal, como os átomos que compõem estrelas, planetas e pessoas, existem principalmente sob as formas de estrelas e gás.
A massa do gás entre as galáxias é muito maior que a massa das estrelas de todas as galáxias. Essa matéria comum é mantida presa nos aglomerados de galáxias pela gravidade da massa, ainda maior, da matéria escura. Sem a gravidade gerada pela matéria escura, o gás e as galáxias se afastariam rapidamente uns dos outros, impulsionados pela própria velocidade individual.
A matéria escura foi detectada observando o aglomerado de galáxias 1E0657-56, que é conhecido como “aglomerado bala”, porque contém uma espetacular nuvem com a forma de uma bala de revólver. A imagem de raios-X mostra que esse formato é causado pelo vento gerado pela colisão entre um aglomerado e outro.
Além do Chandra, os telescópios Hubble, VLT e Magalhães foram usados para determinar a localização da massa dentro dos aglomerados. Isso foi feito avaliando-se os efeitos da lente gravitacional, na qual a gravidade gerada pela massa distorce a trajetória de raios de luz, como uma lente de vidro desvia o caminho da luz que passa por ela.
O gás na colisão foi desacelerado por uma força semelhante à resistência do ar. Em contraste, a matéria escura não perde velocidade no impacto, porque não interage com outras partículas ou consigo mesma, exceto por gravidade. Esse efeito produziu a separação entre a matéria escura e a normal, detectada nos dados levantados: a lente gravitacional mostra que há mais massa nas partes aparentemente “vazias” da imagem do que no gás.
“Esse é o tipo de resultado que teorias futuras terão de levar em conta”, disse Sean Carroll, cosmologista da Universidade de Chicago, que não tomou parte no estudo. O resultado dá aos cientistas mais confiança na idéia de que a gravidade newtoniana também vale para a escala cósmica. O trabalho será publicado no periódico The Astrophysical Journal Letters.
