As previsões dos cientistas sobre a misteriosa matéria escura que supostamente compõem a maioria da massa do universo poderão ter ser revistas.
Pesquisas sobre galáxias anãs sugerem que elas não podem surgir da maneira que surgem se a matéria escura existir na forma que o modelo mais comum exige.
A teoria atual afirma que cerca de 4% do universo é composto de matéria normal – o material de estrelas, planetas e pessoas – e cerca de 21% de matéria escura.
O restante é composto do que é conhecido como energia escura, um componente hipotético do universo muito menos compreendido, que pode explicar a sua expansão cada vez maior.
As melhores ideias dos cientistas para a formação do universo são o chamado “modelo cosmológico padrão”, ou lambda-CDM – que prevê partículas elementares na forma de matéria escura fria (CDM).
Acredita-se que estas partículas de CDM tenham se formado muito cedo na história do universo, cerca de um milionésimo de segundo após o Big Bang. São chamadas de “frias” porque a hipótese é de que elas não sejam particularmente rápidas.
A existência delas ainda não foi comprovada, pois são extremamente difíceis de detectar – não podem ser “vistas” no sentido tradicional, e se existem, interagem muito raramente com a matéria que conhecemos.
Vários experimentos estão sendo realizados para tentar detectar essas partículas evasivas, ou pelo menos uma evidência indireta de seus efeitos. Porém, até agora nada foi avistado.
Os cientistas que trabalham com a questão expressaram recentemente seu desapontamento com os resultados negativos e isso levou alguns a considerarem que o modelo padrão pode estar errado.
Desde então, foram levantados dados que sugerem que a compreensão da formação e da composição do universo está incompleta. E esta possibilidade vêm de uma fonte improvável: galáxias anãs, um pequeno arco do que rodeia a nossa Via Láctea.
Na teoria, essas galáxias anãs são majoritariamente constituídas por matéria escura e contêm apenas algumas estrelas. Sua obscuridade fez com que fosse difícil estudá-las no passado.
Porém, foram criadas simulações de computador para visualizar como as galáxias anãs são formadas, usando as suposições sobre a CDM.
A equipe envolvida descobriu que os resultados finais destas simulações não correspondem a tudo o que observamos. Os modelos mostraram muitíssimas galáxias ainda mais pequenas em torno da Via Láctea, enquanto que na realidade elas estão em menores quantidades e são galáxias anãs maiores.
Existem duas possibilidades igualmente perturbadoras: uma ideia é de que na realidade mais galáxias anãs foram formadas, assim como na simulação, mas houve violentas explosões de supernovas que mudou radicalmente essas estruturas. Se for esse o caso, significa que a formação das galáxias é um processo muito mais excitante do que se pensava.
Mas ainda há incertezas sobre se a pequena fração de matéria normal no universo (4%) poderia ter um efeito tão fundamental na estrutura da matéria escura.
A outra alternativa para as discrepâncias entre os dados modelados e a realidade é muito mais preocupante: o CDM não existe e as previsões do modelo-padrão relativas a ele são falsas.
Mas ainda existe esperança: pesquisadores acreditam ter encontrado uma solução para o problema da CDM. Ao invés de matéria escura “fria” que se formou dentro do primeiro milionésimo de segundo após o Big Bang, o universo pode ser preenchido com a matéria escura quente (WDM).
A WDM teria se formado mais tarde, até minutos após o Big Bang e pode ser descrita como “morna”, já que as partículas seriam mais leves e mais energéticas.
Quando simulações de formação de galáxias são executados com a WDM, as galáxias anãs tem a mesma estrutura que observamos na realidade.
A solução é extremamente elegante e, para a alegria dos cientistas de plantão, o modelo padrão ainda pode ser útil.
Mas se toda a matéria escura é quente e não fria, isso representa outros grandes problemas para as tentativas atuais de detectá-la.
Os equipamentos usados até agora foram projetados para recriar as condições de um milionésimo de segundo após o Big Bang. Se a WDM é a matéria escura dominante, no entanto, os mecanismos não vão sequer chegar perto de detectá-la.
Ainda assim, outras possibilidades existem para tentar detectar a matéria quente. A partícula mais comum de WDM poderia ser identificada por sua emissão de raios-X, mas seriam necessários detectores de raios-X muito mais sensíveis.
Como alternativa, o Telescópio Espacial James Webb, que é projetado para olhar para as estrelas mais antigas e deve ser lançado em 2018, poderia ser usado para provar a não existência de CDM.
Se WDM é a matéria escura que mantém as galáxias juntas, logo nas fases mais precoces do universo, o telescópio não vai ver nada porque a WDM e as galáxias que a acompanham ainda não teriam se formado.
Ainda não há nenhuma prova definitiva de que a teoria da matéria escura necessita de uma mudança de paradigma. Quem sabe nos próximos meses não tenhamos uma resposta?
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