James Webb analisa galáxias distantes para ajudar a desvendar a matéria escura

Pesquisadores divulgaram uma projeção obtida pelo Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, que auxilia a desvendar a composição da matéria escura responsável pela sustentação das galáxias. A força gravitacional invisível opera ativamente.

Os astrônomos processaram os dados do observatório orbital para elaborar a representação de mais alta definição já registrada, reunindo 800 mil galáxias sobrepostas às massas invisíveis destacadas em tom azulado.

A física espacial procura responder à dúvida sobre o conteúdo dessa substância. O enigma continua sem resposta.

Esse componente imperceptível supera em cinco vezes a presença de toda a matéria comum espalhada pelo Universo, incluindo astros, planetas e organismos vivos.

Os telescópios convencionais não enxergam a matéria escura de forma direta. A equipe calcula sua localização medindo a atração da gravidade em aglomerados galácticos.

Os especialistas buscam identificar com exatidão a posição dessa massa.

Uma pesquisa divulgada na revista Nature Astronomy apresentou o mapeamento com maior nitidez estrutural já concluído por equipes científicas. O trabalho detalha o céu.

Os dados coletados pelo James Webb comprovam que o poder de atração desse material invisível reuniu os blocos fundamentais de matéria ordinária que estruturaram o cosmos primitivo.

A nova imagem exibe a substância oculta operando como o esqueleto que sustenta as galáxias brilhantes no espaço profundo. A tonalidade azul ressalta essa armação.

“É a estrutura gravitacional na qual tudo o mais se encaixa e que forma as galáxias. E podemos realmente ver esse processo acontecendo neste mapa”, afirmou Richard Massey, físico da Universidade de Durham, no Reino Unido.

A ausência dessa massa teria impedido a atração necessária para a conservação das galáxias no cosmos. A Via Láctea e a Terra não existiriam no arranjo em que se encontram.

Pesquisas detalham a região conhecida como campo Cosmos

O estudo concentra a análise em uma fração estelar chamada campo Cosmos, área monitorada anteriormente pelo telescópio Hubble e que abrange uma porção celeste correspondente a duas vezes e meia o diâmetro visual da Lua cheia.

Duas décadas atrás, o Hubble gerou registros que revolucionaram a compreensão da organização cósmica naquela coordenada. O James Webb agora cruza esses arquivos com medições modernas para ampliar o entendimento astronômico.

“Podemos ver que as estruturas coincidem, mas agora podemos observar com muito mais detalhes e com maior precisão. Isso é impressionante”, disse a coordenadora do trabalho, Diana Scognamiglio, do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa.

Por captar a radiação infravermelha de objetos formados há bilhões de anos, o James Webb permite reconstituir os filamentos da teia cósmica que organizam o posicionamento das galáxias ao longo de linhas gravitacionais invisíveis. Essa capacidade técnica assegura um alcance temporal profundo.

“Há galáxias dispostas como contas em todos os lugares onde vemos matéria escura, a diferentes distâncias de nós e em diferentes momentos desde o Big Bang”, explicou Massey.

A concentração inicial da matéria escura logo após o Big Bang puxou o gás e os elementos ordinários para pontos centrais densos. “Onde quer que haja matéria escura, ela atrai a matéria comum e começa a acumular matéria comum suficiente em um determinado local para formar estrelas e planetas”, detalhou Massey.

Técnica de lente gravitacional permitiu medir o efeito invisível

A localização das concentrações de massa ocorreu por meio do método de lente gravitacional.

Grandes volumes de matéria no trajeto de raios luminosos entortam a imagem emitida por fontes situadas em pontos mais recuados do cosmos. Na modalidade forte, essa deflexão cria anéis luminosos ao redor de aglomerados massivos.

Os pesquisadores rastrearam o efeito de lente gravitacional fraca, que produz alterações sutis no perfil visual de milhares de galáxias distantes.

“As galáxias, ou o que quer que estejamos observando, são curvadas nessas formas características, como um espelho de parque de diversões, ou como olhar através da janela de uma cozinha ou banheiro”, declarou Massey sobre a distorção da luz de fundo. O método deduz a massa.

A dedução das propriedades do material a partir da curvatura luminosa assemelha-se ao ato de confirmar o sopro do vento pelo balanço das copas das árvores, conforme relatou Massey.

O telescópio James Webb dedicou 255 horas de observação apontado para essa área específica, cumprindo o maior programa contínuo de registros em seu primeiro ano operacional, iniciado em 2022. Os sensores registraram tudo.

Novos observatórios espaciais vão ampliar o alcance das medições

A física Rachel Mandelbaum, da Universidade Carnegie Mellon, ressaltou que esses resultados abrem caminho para investigar a relação de tipos galácticos com a matéria escura e o comportamento dos vazios espaciais.

Os estudos futuros detalharão a dispersão da matéria e a transformação estrutural dos corpos celestes. O projeto fornece parâmetros novos.

O telescópio Euclid, colocado em órbita em 2023 pela Agência Espacial Europeia, e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, projetado pela Nasa para lançamento próximo, farão varreduras em áreas amplas da abóbada celeste.

Enquanto esses instrumentos cobrem grandes setores, o James Webb foca regiões restritas com profundidade, recebendo ainda a contribuição do Observatório Vera C. Rubin, situado no Chile, que emitiu os primeiros registros em junho de 2025. Os levantamentos se complementam.

“O mapa é um primeiro passo fundamental para todo o conhecimento futuro que obteremos sobre a matéria escura”, declarou Gavin Leroy, coautor do trabalho pela Universidade de Durham.

Os cientistas agora preparam uma versão em três dimensões das informações obtidas pelo telescópio orbital. A finalidade é definir as propriedades físicas da substância invisível.

Os experimentos devem comprovar se o material consiste em partículas densas de baixa velocidade, classificadas como frias, ou se é formado por elementos velozes e leves, conhecidos como quentes.

“Espero que as pessoas vejam isso como uma base para outros estudos”, pontuou Scognamiglio sobre a meta de conectar diferentes observatórios para mapear o cosmos. A meta é solucionar a incógnita.