Há 10 bilhões de anos, galáxias tinham distribuição diferente de matéria escura

Nasa/HST/Divulgação
A foto de “campo ultra profundo” do Hubble, que revela galáxias em existência há mais de 10 bilhões de anos

A distribuição de matéria escura nas galáxias era diferente no passado, indica trabalho publicado nesta semana na revista Nature. A existência de matéria escura foi sugerida, originalmente, para explicar inconsistências entre a velocidade de rotação dos discos galácticos e o conteúdo de matéria observável, sob a forma de estrelas e nuvens de gás e poeira, presente ali.

Uma solução encontrada para o problema postula a presença de matéria escura – invisível – em quantidades proporcionais ao raio do disco. Em outras palavras, haveria mais e mais matéria escura nas partes da galáxia mais afastadas do centro, até chegar-se a um “halo” externo desse material misterioso.

Agora, observações de seis galáxias em formação, há 10 bilhões de anos, revelam um tipo diferente de discrepância entre massa e rotação, o que sugere um equilíbrio diverso entre matéria visível e matéria escura: nessas galáxias antigas, as regiões externas são dominadas por matéria comum e contêm muito pouca da variedade escura.

Astrônomos conseguem observar, hoje, eventos cósmicos de bilhões de anos atrás por causa da velocidade finita da luz: raios luminosos que partiram de seus pontos de origem num passado distante estão chegando agora até nós. Quanto mais longe um telescópio é capaz de enxergar, mais do passado ele revela.

 Há 10 bilhões de anos, as galáxias estudadas passavam por um intenso processo de formação de estrelas. “As observações sugerem que os bárions no universo primitivo condensavam-se eficientemente no centro de halos de matéria escura, quando as frações de gás eram altas e a matéria escura menos concentrada”, escrevem os autores, de uma colaboração internacional envolvendo alemães, americanos, britânicos, suíços, italianos e israelenses. Bárions são uma família de partículas que inclui as encontradas no núcleo dos átomos de matéria comum.

Os autores explicam o resultado de duas formas: primeiro, as galáxias, nessa época, estavam absorvendo grandes quantidades de gás do meio intergaláctico, fazendo com que os discos de matéria visível crescessem mais depressa do que os halos de matéria escura – de lá para cá, a situação teria atingido uma configuração de equilíbrio. Comentário que acompanha o artigo da Nature nota que mais observações serão necessárias para provar que a meia dúzia de galáxias descritas no trabalho são típicas de sua época, e não anomalias.

Referência

Strongly baryon-dominated disk galaxies at the peak of galaxy formation ten billion years ago

 

[Nature, 543, 397–401 doi:10.1038/nature21685]