Cartografia da matéria escura no cosmos

Ação de emergência!

Toda a imprensa falou sobre isso: o invisível foi mapeado. Yannick Meillier e sua equipe, baseando-se nos efeitos da lente gravitacional que afetam as imagens das galáxias, supondo que se devem a uma matéria que escapa da observação por enquanto, traçaram o primeiro mapa 3D de uma parte do cosmos. Assim, a efervescência reina nos laboratórios. Os astrofísicos, estimulados por essa abordagem, estão prontos para incluir matéria escura em todos os seus modelos. Os físicos teóricos encontram um desempenho inesperado para as partículas mais exóticas que saem de sua imaginação, como os "neutralinos". Todos se encontrarão nos dias 13, 14 e 15 de junho próximo na Universidade de Montpellier para discutir a possibilidade de criação de um laboratório dedicado às partículas astrofísicas, que seria patrocinado pelo INSU (Institut des Sciences de l'Univers, departamento do CNRS).

...................A seguir, o famoso mapa:

O mesmo, em corte:

O artigo de J.P.Petit, citado.

A versão popularizada e o livro.

Mas, vox populi, vox dei, a reprodução do artigo do Le Monde de sexta-feira, 17 de março de 2000

Se a matéria escura desvia o curso da luz, é porque ela existe

A deformação das imagens de galáxias distantes comprova a existência de objetos invisíveis imensos.

Há anos, os astrônomos procuram evidenciar a matéria escura (90% da matéria no universo). Muitas hipóteses foram avançadas para explicar a natureza desse meio que foge aos telescópios: objetos massivos (anãs marrons) e partículas elementares (neutrinos). Mas a conta não bate. Por isso, acredita-se que essa matéria poderia ser feita de partículas teóricas ainda por descobrir.

Os Astrônomos são formais: 90% da matéria do universo foge aos objetivos de seus telescópios. Apenas aparecem nas imagens as galáxias e os bilhões de estrelas que as compõem, as nebulosas escuras ou brilhantes que constelam o céu e os flashes gigantes de energia cujos mecanismos de produção não são totalmente compreendidos (...). Graças aos avanços da tecnologia, novas janelas se abriram no infravermelho, ultravioleta, raios X e raios gama. Mais recentemente, os astrônomos abriram a astronomia dos neutrinos, partículas fugazes que contribuiriam significativamente para a massa do universo.
...Mas os teóricos sabem bem que, apesar disso, a essência do universo foge à comunidade astronômica que não pode se contentar com o terreno de experiência restrito -10% de tudo- que lhe é oferecido. É por isso que ela busca há muitos anos evidenciar essa famosa matéria escura, componente principal do nosso universo. Uma equipe do Instituto de Astrofísica de Paris, associada a astrônomos franceses (CEA Saclay, Telescópio Canadá-França-Havaí (CFHT) e Laboratório de Astronomia Espacial de Marselha e estrangeiros (Canadá, Alemanha, Estados Unidos), acabou de abrir uma janela para esse mundo. Justamente antes de uma equipe britânica liderada por Richard Ellis (Cambridge e Caltech) e uma americana liderada por Tyson (Bell Labs, Nova Jersey) que, ambas, confirmam parcialmente esses resultados. ...Como os pesquisadores superaram o invisível e confirmaram a existência dessa matéria escura? Através de um princípio que diz que a luz se curva ao redor de uma massa enorme de matéria (Sol, braços de galáxias), sob o efeito da gravitação. Essa hipótese foi verificada várias vezes. Mas os astrônomos se perguntaram se o mesmo efeito poderia ser observado com a matéria escura que se supõe ser pouco densa e existir em quantidades consideráveis. Se for o caso, essa matéria escura revelaria sua presença sem poder ser vista.

**"Astigmatismo cósmico".
**"Em 1991, explica Yannick Mellier, do Instituto de Astrofísica de Paris, a teoria previa que objetos distantes como galáxias poderiam, devido à presença de grandes massas de matéria escura no caminho de sua luz, aparecer ligeiramente deformados e apresentar formas alongadas em elipses. Mas esse efeito de astigmatismo cósmico era, segundo os cálculos, tão fraco que detectá-lo era uma tarefa hercúlea. " Além disso, os pesquisadores não tinham, na época, um modelo teórico para validar possíveis medições, assim como câmeras suficientemente potentes para realizá-las. Desde então, a câmera CFH 12K foi desenvolvida e o canadense Ludovic Van Waerbeke desenvolveu ferramentas de tratamento adequadas a esse programa de pesquisa. Após cinco anos analisando as cerca de 200.000 galáxias distantes fotografadas pelo telescópio Canadá-França-Havaí, os pesquisadores finalmente conseguiram seus objetivos. Nas imagens do fundo do céu capturadas pelo CFHT aparecem hoje, após um tratamento adequado, centenas de pequenas elipses de cor verde-água que são tantas galáxias. ...Pode-se concluir, então, que esse fenômeno é realmente o resultado de um efeito gravitacional sobre a luz emitida pelas galáxias? "Certamente (...), responde Yannick Mellier. Na ausência de matéria no caminho dos raios luminosos -ou seja, sem efeito gravitacional- até as galáxias elípticas aparecem como pequenos pontos redondos. No caso contrário, a imagem está coberta de pequenas elipses. Além disso, o efeito gravitacional tende a organizar essas galáxias. Um pouco como um ímã que orienta o ferro conforme as linhas do campo magnético ao qual é aplicado".

**Partículas ainda desconhecidas.
**São essas imperceptíveis deformações e essa reorganização das galáxias que permitem afirmar que a luz foi desviada de sua trajetória por filamentos de matéria difusa e invisível. Uma matéria cuja densidade é baixa (em contraste com a do Sol e os aglomerados de galáxias)., mas cujos efeitos são perceptíveis, devido à sua considerável extensão: 100 milhões e 1 bilhão de parsecs (1 parsec equivale a 3,36 anos-luz). Para comparação, nossa galáxia mede apenas 34.000 parsecs em seu comprimento máximo. ..No modelo em três dimensões que a equipe francesa reconstituiu no computador, o efeito é impressionante. Durante seu percurso até nós, a luz muda constantemente de direção perto desses filamentos que formam como um tipo de queijo gruyère no espaço que ocupam. Uma estrutura que conta a história do universo e revela as condições iniciais de sua formação. Porque a matéria escura que foge aos nossos olhos não é da mesma natureza (bariônica) que a matéria de que as estrelas e nós mesmos somos feitos. Segundo os teóricos, ela seria composta por partículas -wimps, axions, partículas supersimétricas, etc... ainda por descobrir. ..Uma nova porta se abriu, aos astrônomos de se lançarem nela. Eles devem fazer isso em breve com a instalação, em dois anos no CFHT, de uma câmera quatro vezes maior, a MégaCam, desenvolvida pelo CEA de Saclay. Em um futuro mais distante, prevê-se a instalação de uma rede de cerca de cem telescópios de um metro de diâmetro e o lançamento de um satélite americano, Snapsat, dedicado às estrelas explosivas (supernovas), mas também capaz de rastrear os efeitos da matéria escura.

***Jean-François Augereau. ***

Isso não é tão evidente assim. Em 1985, Bernard Fort, acompanhado de estudantes, incluindo Yannick Meillier, descobre no telescópio de três metros e sessenta no Havaí, com uma das primeiras câmeras CCD, um arco gravitacional no aglomerado de galáxias Abell 370. Leva três anos para a equipe convencer a comunidade astronômica de que esse tipo de formação corresponde realmente a um "efeito de lente gravitacional". Os cálculos baseados nessa hipótese concluem que essa massa invisível deve estar localizada muito perto do centro do aglomerado. Em 89, Fort e Meillier imaginam um método que, sempre dentro dessa hipótese, permite reconstituir o mapa da matéria invisível supostamente responsável por esse fenômeno. Mas já em 94, Fort e Meillier descobrem perto do centro de outro aglomerado um "objeto" que coloca em dúvida a validade de seu método. Trata-se de uma "concentração de matéria invisível", localizada e "pesada" graças às distorções afetando as imagens das galáxias vizinhas, que não está associada a nenhuma concentração de matéria "convencional", emissora de luz. Perplexos, eles colocam essa imagem de lado. Mas três anos depois, Yannick Meillier nota o mesmo fenômeno perto do aglomerado Abell 1942 (ver imagens abaixo). O objeto é analisado com outros instrumentos, em outras frequências, bem como seu ambiente. Dessa vez, não há dúvida: o método Meillier-Fort conclui a existência de uma fantástica concentração de matéria invisível (5 × 10^14 vezes a do Sol, ou seja, equivalente aos maiores aglomerados de galáxias observados), e isso em uma região perfeitamente escura.....

Aqui está o comentário de Bernard Fort, sobre esse fenômeno (extraído de Ciel et Espace, junho de 2000) :

....O que é problemático é que, ao realizar observações em setores que representam apenas 0,01% da abóbada celeste, os observadores já descobriram dois objetos desse tipo. Seria, portanto, muito provável que a multiplicação das observações, ao fornecer um mapa 3D dessa famosa matéria escura, do mais belo efeito, também possa revelar centenas de "aglomerados obscuros" ou "concentrações escuras", como Bernard Fort decidiu chamá-los. Assim, seria difícil entender por que e como concentrações de matéria equivalentes aos aglomerados mais ricos conhecidos poderiam influenciar gravitacionalmente os fótons que passam perto, mas não as galáxias vizinhas, ou o gás que se encontra por todo lado. ....A menos que haja dois tipos de matérias que fiquem "em apartamento", de fato. Ao atribuir os "fenômenos de lente gravitacional anormais" ao efeito da matéria gêmea, chega-se a interpretações totalmente diferentes, mencionadas em nosso livro "on a perdu la moitié de l'univers", Albin Michel, 1997. Assim, os arcos seriam devidos não a concentrações de matéria escura, mas a lacunas na distribuição da matéria gêmea. Inversamente, esses "aglomerados obscuros" poderiam revelar a presença de "aglomerados de matéria gêmea", formações primordiais, quentes e "geometricamente invisíveis). Para esclarecer, seria necessário repetir um estudo semelhante ao realizado durante anos por Meillier e Fort, reanalisar essa "cartografia do invisível", mas supondo que o efeito seja devido não a uma matéria escura, exótica ou não, mas à matéria gêmea, que simplesmente se comporta, em relação à nossa, como se fosse constituída por partículas convencionais, dotadas de massas e energias negativas. Um belo tema de tese para um estudante kamikaze (qualificação aplicável, no CNRS, a qualquer estudante que sai dos trilhos).

A seguir, uma manifestação recente dos defensores da matéria escura:

e uma manifestação dos defensores da matéria gêmea: