Matéria escura de 12 bilhões de anos é a mais antiga já vista no Universo

Uma equipe liderada por cientistas do Japão observou a distribuição de matéria escura em torno de galáxias 12 bilhões de anos atrás — há mais tempo do que havia sido constatado até então. Os resultados foram publicados na segunda-feira (1º) na revista Physical Review Letters.

Anteriormente, de acordo com a revista Galileu, pesquisadores só puderam averiguar a matéria não visível no Universo há não mais de 10 bilhões de anos. Essas análises estimaram a distribuição do material entre essa época e 13,7 bilhões de anos atrás, no início do Universo. Isso significa que os autores flagraram a existência da substância bilhões de anos antes do que se supunha.

A colaboração liderada por cientistas da Universidade de Nagoya revela que as regras fundamentais da cosmologia podem ser diferentes ao examinar o início do Universo. Por causa da velocidade finita da luz, vemos galáxias distantes não como são hoje, mas como eram bilhões de anos atrás. O desafio é ainda maior quando se trata de observar matéria escura.

Essa forma invisível de matéria compõe a maior parte da massa cósmica e não emite luz. Para observá-la nos confins do Universo, os pesquisadores usaram uma fonte diferente de iluminação: as micro-ondas liberadas pelo próprio Big Bang.

Mas primeiro eles analisaram dados de observações do Subaru Hyper Suprime-Cam Survey (HSC), identificando 1,5 milhão de galáxias, selecionadas para serem vistas há 12 bilhões de anos. Em seguida, micro-ondas observadas pelo satélite Planck, da Agência Espacial Europeia (ESA), permitiram medir como a matéria escura ao redor das galáxias distorcia a radiação.

“A maioria dos pesquisadores usa galáxias de origem para medir a distribuição da matéria escura desde o presente até 8 bilhões de anos atrás”, conta Yuichi Harikane, professor assistente da Universidade de Tóquio, que colaborou com a descoberta. “Pela primeira vez, medimos a matéria escura quase desde os primeiros momentos do Universo.”

Os pesquisadores detectaram o componente apenas 1,7 bilhão de anos após a formação do cosmos. Segundo Hironao Miyatake, líder da pesquisa, naquela época havia mais galáxias em formação do que hoje e os primeiros aglomerados englobavam de 100 a mil galáxias ligadas pela gravidade com grandes quantidades de matéria escura.

Uma das mais importantes descobertas da equipe questiona uma teoria padrão da cosmologia chamada modelo Lambda-CDM, no qual flutuações do cenário das micro-ondas cósmicas formam “piscinas” de matéria densamente compactada, atraindo a matéria circundante por meio da gravidade. Isso cria aglomerados não homogêneos que formam estrelas e galáxias nas regiões densas.

“Se for verdade, isso sugeriria que todo o modelo é falho à medida que você volta no tempo”, afirma Miyatake, em comunicado. “Isso é empolgante porque, se o resultado se mantiver após a redução das incertezas, pode sugerir uma melhoria do modelo e fornecer informações sobre a natureza da própria matéria escura”.

No futuro, a equipe espera usar um conjunto de dados avançado como o Legacy Survey of Space and Time (LSST) do Observatório Vera C. Rubin para explorar ainda mais as primeiras áreas do espaço. “Não vejo nenhuma razão para não podermos ver a distribuição da matéria escura 13 bilhões de anos atrás”, diz Miyatake.