Imagem gerada pela simulação illustris. Ela mostra a distribuição da matéria escura, com uma largura e uma altura de 350 milhões de anos-luz
O nosso universo não é feito só de matéria visível (aquela que compõe as galáxias, estrelas, eu e você), mas é na realidade dominado por matéria invisível, como a matéria e a energia escuras. Olhando para a radiação cósmica de micro-ondas, observatórios modernos como o Cosmic Background Explorer (COBE) e o Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) têm gradualmente refinado nossa compreensão da composição do universo. As medições mais recentes sugerem que ele é composto de 4,9% de matéria “normal” (a visível), 26,8% de matéria escura e 68,3% de energia escura. Agora, um grupo de astrônomos da Áustria, Alemanha e Estados Unidos estão afirmando que os buracos negros podem conter tanto quanto 20% da massa do cosmos e que as galáxias representam apenas 1/500 do volume do universo.
Onde está a massa do universo
Complementando estas missões, observatórios terrestres mapearam as posições de galáxias e, indiretamente, a matéria escura dentro delas, mostrando que ela está localizada em filamentos que compõem a “teia cósmica”. A equipe de pesquisadores, liderada pelo Dr. Markus Haider, do Instituto de Astrofísica de Partículas na Universidade de Innsbruck, na Áustria, decidiu investigar esses filamentos com mais detalhes usando dados do projeto Illustris, uma grande simulação de computador da evolução e da formação de galáxias.
O Illustris imita um pedaço do universo em forma de cubo, medindo cerca de 350 milhões de anos-luz de cada lado, e mostra sua evolução desde quando tinha apenas 12 milhões de anos, uma pequena fração da idade atual do universo. A simulação mostra como a gravidade e o fluxo de matéria mudaram a estrutura do cosmos até os dias atuais, incluindo a matéria normal e escura. Quando os cientistas analisaram os dados, eles descobriram que cerca de 50% da massa total do universo está nos locais onde galáxias residem, comprimida em um volume de 0,2% do universo visível. Mais de 44% dessa massa fica nos filamentos cósmicos envolvendo essas galáxias, e apenas 6% está localizada nos espaços vazios, que constituem 80% do volume do universo.
A matéria desaparecida
Os cientistas também descobriram que uma fração surpreendente da matéria normal – 20% – pode ter sido transportada aos vazios cósmicos pelos buracos negros supermassivos encontrados nos centros das galáxias. Um pouco da matéria que cai em direção aos buracos negros é convertida em energia. Esta energia é liberada ao gás circundante e leva a grandes jatos de matéria que se estendem por centenas de milhares de anos-luz, alcançando muito além da extensão de suas galáxias hospedeiras. Além de preencher os vazios com mais matéria do que se pensava, isso pode ajudar a explicar o problema da “matéria desaparecida” – os astrônomos não veem a quantidade de matéria normal prevista por seus modelos no universo.
“Esta simulação, uma das mais sofisticadas já executada, sugere que os buracos negros no centro de cada galáxia estão ajudando a enviar a matéria para os lugares mais solitários do universo. O que queremos fazer agora é refinar o nosso modelo e confirmar estes resultados iniciais”, diz o Dr. Haider. No entanto, será difícil observar a matéria nesses vazios, pois é provável que ela seja muito tênue e fria para emitir os raios-X que a tornariam detectável por satélites.
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