Parece que a matéria escura se apega às galáxias há muito tempo. A maioria das galáxias que existiam 10 bilhões de anos atrás possuía quase a mesma quantidade de matéria escura que as galáxias de hoje, contradizendo estudos anteriores que sugeriam menos matéria escura à espreita nas galáxias no universo primitivo.
"A matéria escura era igualmente abundante nas galáxias formadoras de estrelas no passado distante, como é nos dias atuais.",", disse Alfred Tiley, astrônomo da Universidade de Durham, na Inglaterra, e principal autor do novo estudo. A pesquisa foi recentemente submetida à revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society e publicada em 16 de novembro na revista de pré-impressão arXiv." É uma surpresa completa, mas, na realidade, não sabíamos se a realidade observacional se alinharia às expectativas da teoria ".
A matéria escura representa aproximadamente 85% da massa total em nosso universo conhecido, mas a substância misteriosa não interage com a luz, deixando os cientistas no escuro sobre a sua natureza precisa. Então, em vez de vê-lo, os astrônomos devem confiar na atração gravitacional da matéria escura sobre a matéria normal, chamada matéria bariônica, que compõe as estrelas, nebulosas e planetas que vemos no céu noturno, assim como todas as árvores, rochas e pessoas na terra.
A matéria escura tende a se agrupar em halos ao redor das galáxias; os astrônomos descobriram isso medindo a rapidez com que as galáxias giram. De acordo com a lei da gravidade de Newton, as estrelas nos arredores de uma galáxia devem girar muito mais lentamente do que as do centro. Mas na década de 1960, os astrônomos encontraram estrelas suburbanas velozes na orla da Via Láctea, que sugeriam que matéria extra se escondia além das órbitas galácticas dessas estrelas.
Estudos já mediram milhares de taxas de rotação em todo o universo, confirmando a presença desses halos de matéria escura.
No novo estudo, os pesquisadores usaram dados de duas pesquisas de 1.500 galáxias formadoras de estrelas para calcular as taxas de rotação de galáxias de 10 bilhões de anos atrás. Medir com precisão a rotação galáctica distante no passado cósmico é difícil, porque essas galáxias antigas são incrivelmente distantes e fracas. Assim, os cientistas estimaram uma média agrupando as galáxias à distância e combinando sua luz.
"Nossa estimativa da quantidade de matéria escura nas galáxias é uma média para toda a população em cada época", disse Tiley à Live Science. "A quantidade de matéria escura nas galáxias individuais pode variar significativamente".
Contando com a massa e densidade de galáxias, os pesquisadores descobriram quantidades quase equivalentes de matéria escura para galáxias que existiam há muito tempo em nosso passado cósmico e para galáxias em nosso universo local.
Mas nem todo mundo está totalmente convencido. As descobertas contradizem estudos anteriores que descobriram que as galáxias no universo primitivo tinham menos matéria escura do que as galáxias mais jovens. Esses estudos analisaram galáxias individuais muito mais massivas e usaram um modelo diferente para inferir a quantidade de matéria escura.
"usa apenas uma das quatro abordagens independentes que tínhamos chegado à nossa conclusão", disse Reinhard Genzel, principal autor de um dos estudos anteriores e astrônomo do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, Alemanha, à Live Science.
Tiley descobriu que os resultados de sua equipe eram altamente dependentes do modelo usado. Por fim, ele optou por usar um modelo que ele e seus colegas consideraram ser mais representativo das galáxias de baixa massa que os cientistas acreditam que predominavam no início da época.
Simulações em computador sugerem que galáxias de massa muito alta, como as estudadas por Genzel, são raras no universo distante. "Parece que os resultados se aplicam a galáxias muito massivas nesta época distante, mas podem não ser representativos de galáxias com massas estelares comparativamente mais baixas, como as que estudamos em nosso trabalho", disse Tiley à Live Science.
Os novos resultados correspondem ao que seria esperado do modelo de matéria "lambda frio escuro" predominante que descreve nosso universo. Este modelo explica como o universo está estruturado e por que está se expandindo a um ritmo cada vez mais rápido.
