Dando continuidade à série de artigo sobre matéria escura, neste segundo, falarei sobre sua composição e a importância na formação de estruturas.
A primeira pergunta que podemos fazer é: A matéria escura existe? E uma vez que exista, do que é composta?
O modelo MOND (discutiremos em um post posterior) prevê uma modificação das leis da mecânica newtoniana para objetos em grande escala e a grandes distâncias.
O problema é que isso viola os princípios de Homogeneidade e de Isotropia do Universo, que dizem: se o Universo for visto em uma grande escala, as propriedades do Universo são as mesmas para todos os observadores. Isto se chama princípio cosmológico. Simplificando ainda mais, podemos dizer que a parte observável é representativa do todo e as leis que valem aqui, valem para todo o Universo.
Assim, mantendo o princípio cosmológico, precisamos encontrar algum “material”, “entidade” ou “ser”, como queiram chamar, para explicar a existência de uma gravidade superior àquela encontrada apenas observando a matéria bariônica (que simplificaremos com sendo aquela que absorve e emite algum tipo de radiação).
Existem dois tipos, a chamada matéria escura quente e a matéria escura fria.
A matéria escura quente é aquela composta por partículas, como os neutrinos, que viajam à velocidade ultrarrelativística, ou seja, próxima à velocidade da luz e possuem uma massa pequena. Existem equipamentos, como o Observatório de Neutrinos Super-Kamiokande, em Gifu, no Japão, que procuram estas partículas.
Já a matéria escura fria, mais massiva, possui uma velocidade relativamente menor em comparação à quente. Pode ser encontrada na forma de Objetos Massivos do Halo (MACHOs, em inglês), como os buracos negros; Associações Robustas de Objetos Bariônicos Massivos (RAMBOs, em inglês), como aglomerados de anãs marrons; e/ou uma classe de partículas pesadas denominadas WIMPS, ou Partículas Massivas de Fraca Interação, (é, eu sei que os astrônomos adoram estes acrônimos!), além dos áxions, uma partícula elementar ainda hipotética.
A importância em sabermos qual o tipo de matéria escura existente está no fato em que esta fornece a explicação de como se deu a formação de estruturas do Universo.
Se a matéria escura for quente, sua interação e velocidade impediriam a formação de estruturas em escalas menores que superaglomerados. Posteriormente estes superaglomerados se fragmentariam em aglomerados e finalmente em galáxias individuais.
O modelo mais aceito para a formação de estruturas de galáxias é exatamente o contrário. Chamado de Modelo Hierárquico. Protogaláxias em regiões centrais de halos de matéria escura fria colidem para formar estruturas cada vez maiores. De protogaláxias para galáxias, depois formariam aglomerados e superaglomerados.
Além da matéria escura quente e fria, alguns trabalhos recentes especulam a existência de um terceiro tipo, a matéria escura morna. Composta de partículas de massa intermediária, ainda não descobertas, parecem adequar-se a algumas estruturas observadas.
Diversos autores produzem modelos computacionais de formação de estruturas em que porcentagens diferentes de matéria escura são adicionadas para conseguir explicar o Universo observável.
Sei que acrescentei muito mais dúvidas que explicação, mas espero que tenham gostado desta discussão sobre a composição da matéria escura. Na próxima semana falaremos um pouco mais sobre esta “entidade”.
– um meridiano;