Matéria escura supera matéria comum em choque colossal de aglomerados de galáxias

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Por Ana Silva
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Galáxias em colisão com matéria visível e escura destacada.

São PauloAstrônomos recentemente descobriram que a matéria escura se move mais rápido que a matéria comum durante a colisão entre dois grandes aglomerados de galáxias. Esse fenômeno peculiar proporciona aos cientistas uma oportunidade de aprender mais sobre a matéria escura, uma substância misteriosa que interage através da gravidade, mas que não pode ser detectada por métodos convencionais.

Aglomerados de galáxias, cada um contendo milhares de galáxias, estão a bilhões de anos-luz da Terra. Durante suas colisões, a matéria escura avançou enquanto a matéria normal ficou para trás. Essa diferença no movimento revela que a matéria escura se comporta de forma distinta da matéria normal, oferecendo uma nova maneira de estudar suas propriedades.

Pesquisadores utilizaram dados de vários observatórios, como o Caltech Submillimeter Observatory, o W.M. Keck Observatory, o Chandra X-ray Observatory da NASA e os observatórios Herschel e Planck da Agência Espacial Europeia. Algumas dessas informações foram coletadas muitos anos atrás e foram essenciais para compreender como os aglomerados colisionais se movem.

Principais descobertas do estudo incluem:

  • Os aglomerados de galáxias estavam se movendo em direção um ao outro a aproximadamente 3000 quilômetros por segundo, cerca de um por cento da velocidade da luz.
  • A matéria normal, composta principalmente por gás quente, tornou-se turbulenta e superaquecida durante a colisão, desacelerando devido a interações eletromagnéticas.
  • Matéria escura, que não é afetada pelo eletromagnetismo, continuou a se mover suavemente através da colisão, ultrapassando a matéria normal.
  • A orientação da colisão permitiu aos pesquisadores mapear as velocidades tanto da matéria escura quanto da matéria normal, uma estreia na área.

Apenas 15 por cento da massa nos aglomerados de galáxias é formada por matéria normal; os outros 85 por cento são constituídos por matéria escura. Quando os aglomerados de galáxias colidem, as galáxias praticamente não sofrem alterações, pois estão muito distantes umas das outras. No entanto, o gás presente na matéria normal se torna caótico, revelando as diferentes interações entre matéria escura e matéria normal.

Este estudo investiga o aglomerado MACS J0018.5, que está se movendo quase diretamente em direção à Terra, enquanto outro aglomerado está se afastando. Essa configuração permitiu que os pesquisadores medissem a velocidade com que a matéria escura e a matéria normal se movem uma em relação à outra.

Pesquisadores acreditam que esse novo método revelará mais sobre a matéria escura. Ao analisar como a matéria escura se comporta e se diferencia da matéria comum, os cientistas podem desenvolver novas ideias e testes para explorar suas características desconhecidas.

A colisão desses grandes aglomerados de galáxias proporcionou aos cientistas uma nova maneira de estudar a matéria escura. Ao observar como a matéria escura se comporta em relação à matéria normal, os astrônomos podem aprender mais sobre essa parte misteriosa do nosso universo. Esta pesquisa é um passo importante para descobrir a natureza da matéria escura e entender seu papel no cosmos.

O estudo é publicado aqui:

http://dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ad3fb5

e sua citação oficial - incluindo autores e revista - é

Emily M. Silich, Elena Bellomi, Jack Sayers, John ZuHone, Urmila Chadayammuri, Sunil Golwala, David Hughes, Alfredo Montaña, Tony Mroczkowski, Daisuke Nagai, David Sánchez-Argüelles, S. A. Stanford, Grant Wilson, Michael Zemcov, Adi Zitrin. ICM-SHOX. I. Methodology Overview and Discovery of a Gas–Dark Matter Velocity Decoupling in the MACS J0018.5+1626 Merger. The Astrophysical Journal, 2024; 968 (2): 74 DOI: 10.3847/1538-4357/ad3fb5
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