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Como é? Como a ausência de uma substância pode demonstrar sua existência?

NGC1052-DF2 matéria escura
NASA/ESA/P. van Dokkum (Yale)
NGC1052-DF2 é tão difusa que podemos ver através dela. O movimento das estrelas nesta galáxia indica a ausência de matéria escura.

Como isso é possível? No ano passado, astrônomos causaram furor na comunidade científica com a possível descoberta de uma galáxia sem matéria escura . O anúncio, publicado na renomada revista Nature, foi recebido com algum ceticismo, pois os modelos mais recentes preveem que é muito difícil (ou quase impossível) formar galáxias sem matéria escura.

Houve uma grande discussão acerca da descoberta. O principal ponto de debate era estatístico: a conclusão se baseava no movimento de apenas 10 aglomerados de estrelas nesta galáxia.

Mas vejam só: o mesmo grupo, liderado por Pieter Van Dokkum da Universidade de Yale, acaba de confirmar o estranho resultado. Os astrônomos publicaram dois artigos na última semana. Um deles refaz a medida com um instrumento diferente, obtendo os mesmos resultados. O segundo encontra uma nova galáxia sem matéria escura.

No entanto, o mais curioso é o seguinte: a ausência da matéria escura nestas galáxias parece confirmar a existência de matéria escura no Universo. Não é estranho? Vamos tentar entender o dilema um pouco melhor.


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Evidências para a matéria escura

As primeiras evidências para a existência da matéria escura vêm do movimento dos corpos no universo. Na década de 30, o astrônomo suíço Fritz Zwicky analisou as órbitas de galáxias em grandes grupos e concluiu que havia algo faltando ali. As próprias galáxias não seriam capazes de gerar uma força gravitacional que explicasse suas órbitas dentro dos grupos.

Infelizmente, Zwicky nunca foi levado a sério. Diziam que havia um erro em seus cálculos, que aquela conclusão era impossível.

No entanto, várias décadas mais tarde, a astrônoma norte-americana Vera Rubin encontrou o mesmo comportamento estranho. Não em grupos de galáxias, mas estudando o movimento do gás em galáxias.

O gás parecia estar girando rápido demais. Ao medir a quantidade de matéria nas galáxias, Rubin concluiu que não haveria gravidade o suficiente nestes ambientes, e o gás movendo-se tão rápido deveria sair voando disparado da galáxia. Mas não, ele estava preso, e para isso deveria haver algo invisível mantendo a galáxia unida. Algo que gerasse um campo gravitacional adicional.

A essa substância, chamamos matéria escura. Não sabemos do que é feita, mas sabemos que está lá.


Um duro golpe em teorias alternativas

Como é uma substância tão misteriosa, que não podemos detectar de nenhuma maneira (pelo menos até hoje), é natural que cientistas busquem explicações alternativas aos fenômenos encontrados por Zwicky e Rubin.

Uma das teorias alternativas mais populares é a da Dinâmica Newtoniana Modificada, ou MOND segundo a sigla em inglês. Segundo ela, a existência da matéria escura não é necessária, mas a própria lei da gravidade se modifica em distâncias tão grandes como o tamanho de uma galáxia.

No entanto, esse comportamento deveria ser universal. Todas as galáxias do universo demonstrariam o movimento anômalo a grandes distâncias.

Por isso o resultado das galáxias sem matéria escura é tão relevante. Elas não estão de acordo com as teorias alternativas, e dessa forma indicam que há algo diferente entre estes dois objetos e as galáxias “normais" no universo. A conclusão lógica é que, realmente, a diferença é a matéria escura.


O próximo passo para a matéria escura

Ainda resta o maior problema: do que é feita a matéria escura , se ela existe? Astrônomos e físicos vêm criando experimentos cada vez mais rebuscados para detectar a partícula da matéria escura há anos, mas até agora nada.

É sem dúvida uma das grandes fronteiras da ciência contemporânea, e com certeza um prêmio Nobel no bolso para quem encontrar a resposta.


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