quarta-feira, 20 de fevereiro de 2013

Matéria escura

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Novamente, uma blogagem do colaborador Heraldo Henrique  da "Eu estudo Astronomia".


visservices.sdsc.edu



A matéria escura é uma forma postulada de matéria que só interage gravitacionalmente (ou interage muito pouco de outra forma) e uma hípotese que pode explicar a grande parte da matéria existente no universo.

A matéria escura não pode ser vista diretamente pelos telescópios; evidentemente não emite nem absorve luz ou outra radiação eletromagnética em qualquer nível significativo.

Sua presença pode ser inferida a partir de efeitos gravitacionais sobre a matéria visível, como estrelas e galáxias, ou pelo efeito das lentes gravitacionais também.

No modelo cosmológico mais aceito, o ΛCDM, que tem obtido grande sucesso na descrição da formação da estrutura em larga escala do universo, a componente de matéria escura é fria, isto é, não-relativísta.

Nesse contexto, a matéria escura compõe cerca de 23% da densidade de energia do universo (com quase todo o resto sendo a energia escura). A matéria escura é estimada como constituindo 85% de toda a matéria do universo.
earthsky.org/space

Uma pequena proporção de matéria escura pode ser a matéria escura bariônica: corpos celestes, como objetos massivos compactos de halo (MACHOs), os quais emitem pouca ou nenhuma radiação eletromagnética.

O mais provável é que ela seja feita de partículas subatômicas, menores que nêutrons, prótons e elétrons e ainda indetectáveis pelos atuais instrumentos de medição dos cientistas, pelos objetos como as Estrelas de Préons, os MACHOs (Objetos enormes e compactos do Halo), e as WIMPs (partícula maçiças interagindo fracamente).

A primeira pessoa a apresentar provas e inferir sobre a presença de matéria escura foi astrônomo holandês Jan Oort, um pioneiro na radioastronomia, no ano de 1932. Oort foi estudar movimentos estelares nas nossas vizinhaças galácticas e descobriu que a massa no plano galáctico era superior ao do material que podia ser visto por ele. Sua descoberta foi seguida pelo astrofísico húngaro Fritz Zwicky em 1933, enquanto trabalhava no Instituto de Tecnologia da Califórnia, que estudou os aglomerados de galáxias.

Zwicky estimou a massa total do cluster com base nos movimentos de galáxias perto de suas bordas e comparou essa estimativa para uma base no número de galáxias e brilho total do cluster. Ele descobriu que havia cerca de 400 vezes mais massa do que foi estimado visualmente .

Após as observações iniciais de Zwicky, a primeira indicação veio de medições feitas por Horace W. Babcock. Em 1939, Babcock relatou em suas medidas na tese de seu doutorado a curva de rotação para a nebulosa de Andrômeda, que sugeriu que a relação massa-luminosidade aumenta radialmente.

Rubin fez observações e cálculos que mostraram que a maioria das galáxias deve conter cerca de seis vezes mais massa "escura", que a que pode ser explicada pelas estrelas visíveis. Eventualmente, outros astrônomos começaram a colaborar no seu trabalho e logo se tornou bem estabelecido que a maioria das galáxias são dominadas pela "matéria escura"

A matéria escura é crucial para o Big Bang como um componente que corresponde diretamente às medições dos parâmetros associados à Cosmologia de Friedmann com soluções para a Relatividade Geral de Einstein.

Observações sugerem que a formação da estrutura nos proventos universo hierarquicamente, com as menores estruturas em colapso primeiro e seguido por galáxias e aglomerados de galáxias em seguida. Como o colapso das estruturas do universo em evolução, eles começam a "acender" como a matéria bariônica aquecendo através da contração gravitacional e o objeto se aproxima de equilíbrio de pressão hidrostática .

Este modelo não só corresponde com levantamento estatístico da estrutura visível no universo, mas também corresponde precisamente às previsões de matéria escura do fundo cósmico de microondas.

No entanto, em detalhes, algumas questões permanecem ainda a ser abordadas, incluindo a ausência de galáxias satélites a partir de simulações e núcleos de halos de matéria escura que aparecem mais suavemente do que o previsto .

Mas, Depois de muitas tentativas, astrônomos finalmente encontraram uma maneira de detectar um filamento de matéria escura sem o uso de equipamentos que ainda precisam ser construídos. A façanha foi realizada pelo astrônomo Jörg Dietrich e sua equipe do Observatório da Universidade de Munique, na Alemanha.

Para isso, os pesquisadores exploraram a geometria espacial peculiar de dois aglomerados de galáxias e analisaram dados coletados durante os últimos anos de mais de 40 mil galáxias diferentes, chegando à conclusão de que, entre os 2,7 bilhões de anos-luz que separam os aglomerados Abell 222 e Abell 223, há um filamento de matéria escura que está distorcendo o tempo-espaço naquela região.

Em 2008, Dietrich já havia publicado uma pesquisa que revelava a presença de gases quentes na mesma área do universo, o que sugeria a presença do filamento.

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