Astrônomos usando observações do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA e Chandra X-ray Observatory da NASA estudaram como a matéria escura em aglomerados de galáxias se comporta quando os aglomerados colidem.
Os resultados, publicados na revista Science mostram que a matéria escura interage com ele mesmo ainda menos do que se pensava, e se reduz as opções para o que esta substância misteriosa poderia ser.
A matéria escura é um ponto de interrogação gigante que paira sobre o nosso conhecimento do Universo. Há mais matéria escura no Universo do que a matéria visível, mas é extremamente evasiva; não reflete, absorvem ou não emitem luz, tornando-se invisível. Devido a isso, ela só é conhecida a através dos seus efeitos gravitacionais sobre o Universo visível (ver, por exemplo heic1215a ).
Para saber mais sobre esta substância misteriosa, os pesquisadores podem estudá-lo de forma semelhante às experiências na matéria visível - observando o que acontece quando ela esbarra em coisas. Por esta razão, os pesquisadores olham para vastas coleções de galáxias, chamados de aglomerados de galáxias, onde as colisões envolvendo matéria escura acontecem naturalmente e onde ela existe em quantidades suficientemente vastas para ver os efeitos das colisões.
Galáxias são feitas de três ingredientes principais: estrelas, nuvens de gás e matéria escura. Durante as colisões, as nuvens de propagação de gás ao longo das galáxias se chocam uns com os outros e diminui ou então param. As estrelas são muito menos afetados pelo arrasto do gás e, por causa das enormes lacunas entre eles, não têm um efeito de desaceleração umas sobre as outras embora se duas estrelas colidem as forças de atrito seria enorme.
"Sabemos como gás e estrelas reagem a essas falhas cósmicas e onde eles emergem dos seus destroços. Comparando como a matéria escura se comporta pode nos ajudar a diminuir o que ele realmente é," explica David Harvey da École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) na Suíça, principal autor de um novo estudo.
Harvey e sua equipe usaram dados do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA e Chandra X-ray Observatory da NASA para estudar 72 grandes colisões de aglomerados. As colisões aconteceram em momentos diferentes, e são vistas de diferentes ângulos alguns de lado, e outros de frente .
A equipe descobriu que, como as estrelas, e a matéria escura continuou em linha reta através das colisões violentas sem abrandar. No entanto, ao contrário do caso das estrelas, este não é porque a matéria escura está longe de outra matéria escura durante as colisões. A principal teoria é que a matéria escura é distribuída uniformemente ao longo dos aglomerados de galáxias são partículas de matéria escura que frequentemente ficam muito próximos uns dos outros. A razão pela qual a matéria escura pode não abrandar é porque não só não interagem com as partículas visíveis, mas também interage muito menos com a outra matéria escura como se pensava.
"Um estudo anterior tinha visto um comportamento semelhante no conjunto da bala ", diz o membro da equipe de Richard Massey de Durham University, Reino Unido. "Mas é difícil interpretar o que você está vendo se você tiver apenas um exemplo. Cada colisão leva centenas de milhões de anos, então uma vida humana só começa a ver uma imagem congelada de um único ângulo da câmera. Agora que temos estudado tantas ou mais colisões, podemos começar a juntar as peças do filme completo e entender melhor o que está acontecendo. "
Ao encontrar o que a matéria escura interage com sigo mesmo e menos do que se pensava anteriormente, a equipe estreitou com sucesso para baixo as propriedades da matéria escura. Teóricos da Física de Partículas tem que continuar procurando, mas agora eles têm um conjunto menor de incógnitas para trabalhar como quando a construção de seus modelos.
A matéria escura poderia ter propriedades ricas e complexas, e ainda existissem vários outros tipos de interação para estudar. Estes últimos resultados descarta interações que criam uma forte força de atrito, fazendo com que a matéria escura possa abrandar durante as colisões. Outras interações possíveis poderia fazer partículas de matéria escura saltar fora uns aos outros como bolas de bilhar, fazendo com que a matéria escura seja jogada para fora dessas colisões como bolhas de matéria escura ou de mudar de forma. A equipe vai estudar estes seguintes.
Para aumentar ainda mais o número de colisões que podem ser estudadas, a equipe também esta olhando para estas colisões envolvendo galáxias individuais, que são muito mais comuns.
"Ainda há vários candidatos viáveis para a matéria escura, assim que o jogo ainda não acabou, mas estamos chegando mais perto de uma resposta", conclui Harvey. "Estes" astronomicamente grande "aceleradores de partículas estão finalmente deixando-nos vislumbrar o mundo escuro ao nosso redor, mas apenas fora do alcance."
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