Desvendado o mistério dos ''bárions ocultos'', a matéria que faltava no Universo

Uma equipe de pesquisadores, liderada pelo italiano Fabrizio Nicastro, do Instituto Nacional de Astrofísica (INAF) da Itália, conseguiu identificar filamentos de gás entre as galáxias, invisíveis aos instrumentos ópticos por serem muito quentes: mais de um milhão de graus. Até agora, metade das partículas que compõem o cosmos não eram detectadas.

A reportagem é de Matteo Marini, publicada no jornal La Repubblica, 20-06-2018. A tradução é de Moisés Sbardelotto.

Tão quente a ponto de ser invisível. Toda a matéria que não respondia no Universo estava exatamente lá onde os astrofísicos pensavam em encontrá-la, escondida na “bela vista” em longos filamentos de gás entre as galáxias. No fim, o enigma dos “bárions perdidos”, um dos maiores mistérios da astrofísica, de acordo com os pesquisadores, foi resolvido, e quase a metade da matéria comum finalmente tem o seu lugar.

Falamos de bárions. Simplificando: prótons e nêutrons, que formam tudo o que podemos ver e tocar. Estrelas e galáxias, mas também folhas de árvores e areia do mar. Só que, há décadas, os cientistas observam no cosmos de 30% a 40% de bárions a menos do que se esperaria encontrar. A comparação vem da única máquina do tempo que temos à disposição: a luz. Nas galáxias distantes, do Big Bang até 10 bilhões de anos para a frente, essa matéria. Depois, aproximando-se, ela tende a desaparecer.

Uma equipe liderada pelo astrofísico italiano Fabrizio Nicastro, do INAF de Roma, finalmente conseguiu chegar a um resultado. Os bárions perdidos se encontram nos longos filamentos que correm no espaço entre as galáxias, atraídos pela matéria escura: “Tínhamos uma teoria e supúnhamos onde eles poderiam estar, mas nos faltava a evidência, a observação”, explica Luigi Piro, astrofísico do INAF e coautor do estudo publicado na revista Nature. “Esses bárions ao longo da evolução cosmológica são atraídos e caem na dark matter, a matéria escura. Isso os aquece tanto que os átomos se ionizam, perdem os elétrons e se tornam invisíveis na faixa óptica e no infravermelho. Em temperaturas tão elevadas, falamos de um milhão de graus, devemos procurá-los nos raios-X.”

Utilizando o telescópio XMM-Newton da ESA [Agência Espacial Europeia], eles conseguiram. Das placas, despontou a assinatura que estavam procurando: “É como fazer uma radiografia do Universo – continua Piro –, só que, para a fonte de raios-X, usamos um quasar”. Os quasares são objetos muito distantes, bilhões de anos-luz, e muito luminosos. Acredita-se que estejam associados a buracos negros supermaciços. Os raios-X provenientes do quasar 1ES 1553+113, chegando até nós, levam à pista, ou à sombra (justamente como uma radiografia), da matéria que atravessaram: “Graças a essas absorções, vemos o universo em projeção tridimensional”, enfatiza Piro.

Somando todas as horas de observação entre 2015 e 2017 e detecções anteriores, chega-se a três semanas contínuas. Uma espécie de recorde para uma fonte desse tipo. No futuro, porém, haverá um novo telescópio à disposição dos astrofísicos, que se ocupará justamente disso: “Em perspectiva, trata-se de uma descoberta pioneira – acrescenta Piro –, dada a dificuldade da medição e dos tempos muito longos de observação. O Athena, da ESA, nos permitirá ver essas estruturas filamentares e entender como essa matéria está distribuída”.

E pensar que estamos falando de uma pequeníssima fração de tudo. Menos da metade daqueles 5% de todo o universo que são matéria comum e observável. O resto é matéria escura e energia escura. Ainda mais fugidias e misteriosas. Observarmos seus efeitos, mas ainda falta a “arma fumegante”: “O Athena poderia nos ajudar indiretamente nisso também – conclui o astrofísico – buscando aquelas partículas que podem ser candidatas a matéria escura e decair em diversos canais. Um dos candidatos é o neutrino estéril, que tem a característica de emitir raios-X quando decai. Se fosse um componente da matéria escura, esperaríamos sinais em grandes grupos de galáxias”.

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