Relação inesperada entre matéria escura e matéria comum em mini galáxias espirais

A análise estatística de mini galáxias espirais mostra uma inesperada relação entre a matéria escura e matéria comum. De acordo com um estudo da SISSA (Scuola Internazionale Superiore di Studi Avanzati), em Trieste, recentemente publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, estudo para o qual relação é óbvia e não pode ser explicada de forma trivial dentro do contexto do Modelo Padrão, estes objetos podem servir como “portais” para uma nova Física que poderá vir a explicar fenómenos como a matéria e a energia escuras.

Assemelhando-se a galáxias espirais como a nossa, mas 10 mil vezes mais pequenas, as mini galáxias espirais estudadas pelo professor Paolo Salucci, da SISSA, e por Ekaterina Karukes, que recentemente obteve o seu doutoramento na SISSA, podem provar ser, nas palavras de Salucci, “o portal que nos leva a uma Física totalmente nova, indo além do modelo padrão das partículas para explicar a matéria e a energia escuras”. Pela primeira vez, estes elementos foram estudados em termos estatísticos, um método que consegue apagar a variabilidade “individual” de cada objeto, para revelar as características gerais da classe. “Estudámos 36 galáxias, um número suficiente para o estudo estatístico. Desta forma, encontrámos uma ligação entre a estrutura da matéria comum, ou matéria luminosa (como as estrelas, a poeira e o gás), e a matéria escura.”

A matéria escura é um dos grandes mistérios da Física: como não emite radiação eletromagnética, não a podemos ver, mesmo com os instrumentos mais sofisticados. Só foi descoberta devido aos seus efeitos gravitacionais. Muitos acreditam que compõe 90% do Universo. “A maior parte da matéria escura, de acordo com as hipóteses mais credíveis, seria não-bariónica ou WIMP (partículas massivas que interagem fracamente). Não iria interagir com a matéria comum, exceto através da força gravitacional,” disse Karukes. “No entanto, as nossas observações discordam desta noção.”

Salucci e Karukes mostraram que, nos objetos observados, a estrutura da matéria escura imita à sua maneira a matéria visível. “Se, para uma dada massa, a matéria luminosa de uma galáxia se encontra compactada, também assim acontece com a matéria escura, e se a primeira estiver mais dispersa, o mesmo acontece com a última.”

A ponta do iceberg

“É um efeito muito forte que não pode ser explicado de forma trivial usando o Modelo Padrão das partículas.” O Modelo Padrão é a teoria da Física mais aceite pela comunidade científica. Explica as forças fundamentais (e as partículas da matéria), no entanto, contém alguns pontos duvidosos, sendo o mais notável o facto de não incluir a força gravitacional. Fenómenos como o da existência de matéria escura e de energia escura levam os cientistas a considerar que pode haver outro tipo de física ainda por descobrir e explorar.

“Pelas nossas observações, o fenómeno é incrivelmente óbvio. Ao mesmo tempo, pode ser um ponto de partida para explorar um novo tipo de física,” acrescentou Salucci. “Mesmo nas galáxias espirais maiores encontramos efeitos semelhantes aos que observámos, mas são sinais que podemos tentar explicar usando a estrutura do Modelo Padrão através de processos astrofísicos dentro das galáxias. Com as mini espirais não há, no entanto, uma explicação simples. Estas 36 pequenas galáxias são a ponta do iceberg de um fenómeno que provavelmente iremos encontrar em toda parte e que nos ajudará a descobrir o que ainda não podemos ver.”

Fonte da notícia: PHYS.ORG