O lado escuro da Via
Láctea
Leo Blitz
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Andrômeda
é um exemplo de galáxia espiral. A curva de rotação (acima) mostra como o valor
da velocidade cresce até um máximo, e depois diminui. Contrariando as
expectativas, procedendo em direção à margem externa, a velocidade se
estabiliza sobre um valor constante. O fenômeno pode ser explicado pela
suposição de existência de matéria não-luminosa.
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A
ideia de uma “matéria faltante” (o que
corresponde a matéria-escura) iniciou-se em 1930, quando o suíço Fritz Zwicky
inferiu a massa total de um aglomerado de galáxias a partir do movimento das
galáxias que o compõem. O valor não batia com as estimativas feitas a partir do
número de galáxias e de seu brilho. Zwicky concluiu que devia haver alguma
forma invisível de matéria para manter
o aglomerado coeso. Porém, essa ideia só ganhou força, a partir dos anos 1970,
quando se constatou que todas as estrelas das galáxias em forma de espiral
giravam em velocidade constante ao redor de seu centro. Se não houvesse
qualquer outro tipo de matéria
presente, seria de se esperar que as estrelas na parte externa da galáxia
girassem em velocidade inferior, ao contrário do que indicavam as observações.
Portanto a importância do artigo está justamente no fato de tentar entender um
pouco mais sobre essa matéria invisível que dá conta de cinco vezes mais massa
que a matéria comum, pois ao conseguir identificar e detectar a partícula que a
compõem muitos mistérios sobre a origem do Universo estarão resolvido, e até
mesmo, como diz o autor, leis de grandes gênios da ciência poderão estar
erradas, como a lei gravitacional de Newton, e a relatividade geral de Einstein.
Apesar de não ser de fácil entendimento, e necessitar de alguns conceitos
prévios de física e astronomia, o artigo nos ajuda a entender um pouco melhor o
Sistema em que vivemos e que não sabemos como surgiu e nem quanto tempo mais
permanecerá do jeito de que está.
Já
que a ideia da matéria-escura só ganhou força a partir da década de 70, e a
pós-graduação de Leo Blitz ocorreu em 1978, o próprio autor o considera um dos
estudos que forçaram os astrônomos a concluir que a matéria-escura é uma
substância misteriosa que não absorve, nem emite luz e que se revela pela sua
influência gravitacional sobre as matérias visíveis como estrelas e gases. Esse
efeito infere nas velocidades de rotação da matéria visível, sugerindo onde a
matéria escura está localizada, conforme é tratado no artigo: ela “está
distribuída mais ou menos esfericamente e se estende muito além do halo
estrelar (nuvem esférica de estrelas ao redor da galáxia e outras galáxias espirais) com uma densidade mais alta no centro que vai diminuindo na
proporção do quadrado da distância ao centro. Essa distribuição seria o
resultado natural do que os astrônomos chamam de aglomeração hierárquica: a
proposição de que, no universo inicial, galáxias menores se juntavam para
formar maiores, incluindo a Via Láctea.”.
É a evidência
de que esse material não é homogeneamente distribuído e que há uma disparidade
que, segundo Leo Blitz, permite explicar a existência e o tamanho da deformação
galáctica (distorção específica na periferia do disco o qual consiste quase que
inteiramente de gás de hidrogênio). Nos anos 50 acreditavam que a distorção do
disco era resultado das forças gravitacionais exercidas pelas Nuvens de
Magalhães, as duas galáxias satélites mais massivas em órbita da
Via Láctea. Porém, cálculos do autor, os quais ele não expõe no artigo, fizeram-no
acreditar que as forças exercidas por essas galáxias-satélites são fracas
demais para explicar o efeito da deformação, mas seriam responsáveis pela
criação de um rastro na matéria escura, gerando irregularidades na sua
distribuição. Portanto, para ele, a deformação está diretamente relacionada à
matéria-escura, e a partir disso, ele segue duas principais explicações: a
primeira é de que a Via Láctea é esférica, mas não concêntrica ao seu halo de
matéria escura, ou o halo de matéria escura é em si um pouco assimétrico. Porém
essas duas hipóteses colocam em dúvida a teoria de que o halo e a Via Láctea se
formaram juntos a partir da condensação de uma única nuvem gigantesca de
material, pois se isso acontecesse, a matéria escura estaria concentrada num
mesmo ponto que a matéria comum. O autor acredita que essa assimetria é mais
uma evidência de que a galáxia “formou-se a partir da fusão de unidades
menores, ou cresceu pela fusão contínua ou agregação de gás intergaláctico”. De
forma um tanto quanto confusa, na parte do seu texto denominada “Galáxias
perdidas”, para pessoas leigas no assunto, Blitz apresenta uma maneira, que
segundo ele, serviria para confirmar essa teoria utilizando o estudo de
galáxias anãs esferoidais, devido sua composição simples. Nesse trecho, ele
trata que a formação das galáxias ocorre por um processo de aglomeração de
matéria escura que acrescem gás e estrelas para formar sua parte visível. Esse
processo não produz apenas galáxias de grande porte, mas também galáxias anãs.
Essas são galáxias-satélite da nossa
própria Via Láctea, que possuem grandes quantidades de matéria-escura e, em
alguns casos, apenas centenas de estrelas, por isso dizem que sua composição é
mais básica. Outra hipótese levantada por Blitz, é que a Via Láctea seja
orbitada por galáxias mais fracas do que as anãs ultrafracas, as galáxias escuras,
tão escuras que nem teriam estrelas, ou até mesmo gases. Se isso for verdade,
essas galáxias revelariam sua presença apenas pela força gravitacional exercida
pela matéria escura sobre a matéria convencional.
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| Esta galáxia anã esferoidal encontra-se na constelação da Fornalha, é satélite da Via Láctea e é uma das 10 usadas na pesquisa de matéria escura do Fermi. Os movimentos das estrelas da galáxia indicam que está embebida numa halo massivo de matéria que não pode ser vista. |
O
autor cita em seu texto que Erik Tollerud e seus
colaboradores da University of California predizem que por volta de 500
galáxias ainda não descobertas orbitam a Via Láctea a distâncias de até um
milhão de anos-luz do centro. Os cientistas serão capazes de detectar essa
suposição através de um novo instrumento, o Large Synoptic Survey Telescope que
começou a ser construído em março de 2011. Além disso, um outro telescópio, o
Spitzer Space Telescope tem sido utilizado para detectar as galáxias escuras de
até, aproximadamente, 300 mil anos-luz do centro galáctico. Porém, segundo
Blitz, essas galáxias escuras colocam em dúvida os astrônomos em relação a
quantidade de material que elas contêm. Geralmente, a massa de uma galáxia é
dada pela razão entre massa/luminosidade, no caso do Sol, sua razão é igual a
01, ou seja, é muito baixa devido a sua grande luminosidade. No texto, são citados
Josh Simon e Marla Geha, professores da Carnegie Institution of Washington e
Yale University, respectivamente, os quais mediram a razão massa-luminosidade
de oito anãs ultrafracas, as quais, em alguns casos, apresentaram esse valor
superior a 1000, devido à baixa presença de luz graças à elevada quantidade de
matéria-escura, que por definição anterior, não emitem, nem absorvem luz.
Leo conclui seu artigo
falando que a matéria escura continua sendo um enigma, que está desafiando físicos
a identificar sua composição, mas ao mesmo tempo, que está promovendo uma vasta
gama de respostas a fenômenos astronômicos. No dia 03 de Março de 2013,
informações do jornal O Estado
de S. Paulo traz a possibilidade de cientistas do Centro Europeu de Pesquisas
Nucleares (Cern) e da Nasa terem descobertos pistas da existência da
matéria-escura, após 18 anos de pesquisas. Essa possível descoberta está no fato
de que houve uma constatação de uma ampliação de pósitrons (um tipo de
antimatéria), que teriam sido produzidos pelo choque entre partículas da
matéria escura. Porém, ainda não há certeza da descoberta.
Bibliografia:
MOURÃO, Ronaldo Rogério de
Freitas. A beleza acessível das Nuvens de Magalhães. Disponível em:<http://super.abril.com.br/universo/beleza-acessivel-nuvens-magalhaes-440137.shtml>
Acessado em: 03/04/2013.
ORTIZ, Roberto. Seminário: Formação estelar massiva em nuvens moleculares do hemisfério sul. Disponível em:<http://www.iag.usp.br/evento/semin%C3%A1rio-forma%C3%A7%C3%A3o-estelar-massiva-em-nuvens-moleculares-do-hemisf%C3%A9rio-sul> Acessado em: 03/04/2013.
ESTEVES, Bernardo. O futuro da
matéria escura. Disponível em:<http://cienciahoje.uol.com.br/noticias/astronomia-e-exploracao-espacial/o-futuro-da-materia-escura/?searchterm=matéria
escura> Acessado em: 03/04/2013.
Observações de
galáxias anãs pelo FERMI providenciam novas informações sobre matéria escura. Disponível
em:<http://www.ccvalg.pt/astronomia/noticias/2012/04/3_fermi_materia_escura.htm> Acessado em: 03/04/2013.
BLITZ, Leo. O lado escuro da Via
Láctea. Disponível em:<http://www2.uol.com.br/sciam/reportagens/o_lado_escuro_da_via_lactea_imprimir.html> Acessado em: 03/04/2013.
Achados indícios do que pode ser
a matéria escura. Disponível em:<http://noticias.uol.com.br/ultimas-noticias/agencia-estado/2013/04/04/achados-indicios-do-que-pode-ser-materia-escura.htm>
Acessado em: 04/04/2013.
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