Mistério da matéria comum perdida pode estar resolvido

Um artigo disponível no repositório online de pré-impressão arXiv.org, que aguarda revisão por pares, afirma ter encontrado a chamada “matéria comum perdida” do Universo. Trata-se de um tipo de matéria formada pelas mesmas partículas que compõem os seres humanos, planetas e estrelas – principalmente átomos de hidrogênio. Apesar de sabermos que ela existe, metade parecia ter desaparecido desde o Big Bang.

Diferentemente da matéria escura e da energia escura, que ainda são um grande mistério, a matéria perdida é considerada “visível”, ou seja, composta de elementos conhecidos. O problema é que, quando observamos o Universo próximo, não encontramos toda a quantidade esperada. Isso tem intrigado cientistas há décadas.

Em poucas palavras:

• Cientistas encontraram a “matéria comum perdida”, que é composta principalmente de hidrogênio;
• Essa matéria estava invisível nas observações anteriores, apesar de ser formada por elementos conhecidos;
• O gás ao redor das galáxias foi identificado, estendendo-se muito mais do que se imaginava;
• A descoberta sugere que buracos negros supermassivos estão expulsando gás com mais intensidade;
• Para identificar o gás, os cientistas usaram a radiação cósmica de fundo como uma ferramenta;
• Embora a matéria comum perdida tenha sido localizada, o mistério da matéria escura permanece.

A principal suspeita era que essa matéria estivesse escondida em nuvens gigantes de gás hidrogênio ionizado, tão difusas que escapam aos métodos tradicionais de detecção. O hidrogênio ionizado é difícil de ver, especialmente quando espalhado em áreas enormes e de baixa densidade.

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Busca pela matéria comum perdida reúne cientistas de vários países

Agora, um grupo de 75 cientistas de vários países pode ter confirmado essa hipótese. Eles analisaram o gás ao redor de galáxias e perceberam que se estende até cinco vezes mais longe do que se imaginava. Isso representa um volume 125 vezes maior do que o estimado anteriormente, o que ajudaria a explicar onde estava toda essa matéria “desaparecida”.

“Achamos que, à medida que nos afastamos das galáxias, recuperamos todo o gás perdido”, explicou a pesquisadora Boryana Hadzhiyska, da Universidade da Califórnia em Berkeley, nos EUA, em um comunicado. No entanto, ela alerta que mais estudos e simulações são necessários para confirmar se realmente encontraram tudo. “Queremos fazer um trabalho cuidadoso”.

Outra pesquisadora envolvida no estudo, Simone Ferraro, disse que os resultados são coerentes com a ideia de que todo o gás foi encontrado. A descoberta pode representar uma grande virada para a cosmologia moderna, encerrando uma busca de décadas.

Buracos negros podem estar mais ativos do que se pensava

Além de explicar a matéria perdida, o estudo também oferece pistas sobre o comportamento dos buracos negros supermassivos que ficam no centro das galáxias. Segundo os pesquisadores, esses buracos negros podem estar mais ativos do que se pensava.

A equipe acredita que o gás ionizado foi expelido para longe das galáxias por causa da atividade desses buracos negros gigantes. Para o gás chegar a distâncias tão grandes, é necessário um processo muito poderoso – ou seja, os buracos negros devem estar ejetando esse material com mais força do que se imaginava até agora.

Outro indício disso é a forma como o gás está distribuído: ele parece formar filamentos, como fios esticados no espaço, e não uma nuvem uniforme. Isso reforça a ideia de que há um mecanismo ativo empurrando o material para longe do centro galáctico.

Radiação cósmica de fundo ajuda a revelar a presença de gás

Para fazer essa descoberta, os cientistas usaram uma técnica incomum. Em vez de tentar ver diretamente o gás, empilharam imagens de cerca de sete milhões de galáxias vermelhas, localizadas a até oito bilhões de anos-luz da Terra. Com isso, puderam analisar como essas regiões interferem na radiação cósmica de fundo em micro-ondas.

Essa radiação é uma espécie de “eco” do Big Bang que preenche o Universo. Ela serve como uma luz de fundo que pode ser usada para revelar a presença de gás, mesmo que ele seja escuro e difícil de enxergar. Ao comparar como a radiação é espalhada perto das galáxias e nas regiões entre elas, foi possível identificar o gás invisível.

“A radiação cósmica de fundo está por trás de tudo o que vemos no Universo. É como a borda do Universo observável”, explicou Ferraro. “Você pode usá-la como uma lanterna para enxergar onde está o gás”. Essa abordagem tem a vantagem de não depender da temperatura do gás, apenas da sua quantidade.

As galáxias vermelhas usadas no estudo são antigas e não produzem muitas estrelas atualmente. Por isso, seus buracos negros centrais eram considerados inativos. Mas os resultados sugerem que talvez seja necessário rever essa ideia.

Entender melhor onde está a matéria comum pode ajudar em outro mistério: o da matéria escura. A forma como o gás se espalha pode indicar se há algo invisível influenciando sua distribuição. No entanto, os dados iniciais não batem com o que se esperaria caso a matéria escura tivesse papel importante nessa dispersão.

Ou seja, por enquanto, a matéria comum pode ter sido encontrada, mas a matéria escura continua sendo um enigma. Mesmo assim, o avanço representa um grande passo para compreender a estrutura e a evolução do Universo.

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