Estrelas gigantes e aglomerados invisíveis: os mistérios da matéria escura

Para desvendar seus segredos, os astrônomos estão à procura de aglomerados de matéria escura, que podem se formar em diferentes escalas e formatos, dependendo do tipo de partícula que a compõe.

Um dos métodos mais usados para encontrar esses aglomerados é o fenômeno da lente gravitacional, que ocorre quando a matéria escura curva o espaço-tempo ao seu redor e desvia a luz de objetos distantes, como galáxias ou estrelas. Isso faz com que esses objetos pareçam maiores, mais brilhantes ou distorcidos quando observados da Terra.

Usando esse truque, os astrônomos conseguiram descobrir alguns dos objetos mais antigos e exóticos do cosmos, que datam do início da formação das primeiras estrelas e galáxias. Por exemplo, usando o Telescópio Espacial James Webb e o Telescópio Espacial Hubble, eles encontraram estrelas monstruosas chamadas Mothra, Godzilla e Earendel, que têm entre 100 e 300 vezes a massa do Sol e são milhões de vezes mais luminosas. Essas estrelas são tão raras que só foram possíveis de serem vistas porque foram ampliadas por aglomerados de matéria escura entre elas e a Terra.

Esses aglomerados podem ter entre 10 mil e 2,5 milhões de vezes a massa do Sol e podem ser formados por diferentes tipos de matéria escura. Uma das hipóteses é que a matéria escura seja composta por partículas pesadas e lentas, chamadas de matéria escura fria. Nesse caso, os aglomerados seriam grandes e densos. Outra possibilidade é que a matéria escura seja feita de partículas leves e rápidas, chamadas de matéria escura quente. Nesse caso, os aglomerados seriam menores e mais dispersos. Há ainda uma terceira opção, que é a matéria escura fuzzy, formada por partículas ultraleves e ondulatórias. Nesse caso, os aglomerados seriam muito pequenos e difíceis de detectar.

Para testar esses modelos, os astrônomos precisam observar mais lentes gravitacionais e medir suas propriedades, como tamanho, forma e massa. Para isso, eles contam com novos observatórios, como o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman e o Observatório Vera C. Rubin, que devem aumentar o número de lentes gravitacionais disponíveis para estudo nos próximos anos. Com esses dados, eles esperam restringir as possibilidades para a matéria escura e talvez resolver o mistério da massa inexplicada do universo.