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Rádio-telescópio gigante poderá tornar visível a Matéria Escura

Rádio-telescópio gigante poderá tornar visível a Matéria Escura
Processos que ocorreram no Universo depois do Big Bang. As ondas de rádio são muito mais antigas do que a luz das galáxias. A partir da distorção das imagens (linhas curvas) - causadas pela gravitação do material entre nós e as fontes da luz - é possível calcular e mapear toda a massa existente ao fundo. [Imagem: Max Planck Institute of Astrophysics]

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Raul Seixas disse certa vez que "Entre o materialismo e o espiritualismo, basta esperar que se esgotem os limites do primeiro." Nada demonstra que os cientistas estejam ficando mais espiritualizados, mas eles já conseguiram provar que as galáxias, estrelas e os gases - o que comumente chamamos de matéria - que podemos observar no universo somam apenas cerca de 5% de todo o material que sofre a ação da gravidade.

O resto então seria algo, digamos, "mais espiritual" do que material?

Sem chance. O restante do universo é formado por estados ainda indefiníveis, conhecidos como matéria escura e energia escura. A matéria escura não pode ser vista, enquanto a energia escura não pode ser medida.

Estaríamos então fadados a conhecer apenas 5% do nosso universo?

Talvez não. Cientistas do Instituto Max Planck, Alemanha, acreditam que um rádio-telescópio grande o suficiente poderia gerar imagens de tudo o que é atingido pela lei da gravidade, da mesma forma que os telescópios ópticos são capazes de visualizar tudo o que brilha.

Mapa da massa

À medida que a luz dos corpos celestes muito distantes viaja até nós, ela sofre ligeiras alterações de rota devido ao efeito gravitacional de outros corpos que estão em seu caminho. A magnitude dessa "curvatura" no caminho da luz pode ser utilizada para medir a força da gravidade dos objetos que estão no caminho dessa luz - e, por decorrência, sua massa.

Se as medidas de distorção forem feitas para um número suficientemente grande de galáxias distantes, elas poderão ser combinadas para se construir um mapa de toda a massa que se encontra entre as galáxias mais distantes e a Terra.

O problema é que mesmo um enorme telescópio espacial consegue ver apenas uma pequena quantidade de galáxias, sendo que pelo menos 200 delas precisam ser consideradas para se detectar um único sinal de distorção gravitacional. Uma quantidade dessas pode ser encontrada em uma área do céu equivalente a 0,2% da Lua cheia. Mas isso é o mínimo e um mínimo bem problemático. Uma medição assim gera imagem de baixíssima resolução, borrada ou com enormes granulações.

Um segundo problema com essa técnica é que muitas das mais distantes galáxias cuja distorção está sendo medida estão na frente de grandes aglomerados de massa que também se está querendo medir - de forma que a luz dessas galáxias não serve de parâmetro, já que não é afetada por massas que estejam "atrás" delas.

Telescópio de rádio-freqüências

Assim, para se construir uma imagem com resolução adequada, mais e mais fontes de luz cada vez mais e mais distantes são necessárias, o que inviabiliza todo o processo.

Mas agora os cientistas Ben Metcalf e Simon White acreditam ter achado uma solução para esse problema: a radiação de fundo, uma radiação com comprimento de onda na faixa entre 2 e 20 metros, gerada logo após o Big Bang. Esta radiação é muito mais antiga do que a luz das galáxias, e poderá ser uma fonte de informações muito mais rica.

Vários rádio-telescópios de baixa freqüência estão sendo construídos para procurar por essa radiação, sendo o mais avançado deles o Low Frequency Array (LOFAR), que está sendo erguido na Holanda.

O hidrogênio pré-galáctico possui estruturas de todos os tamanhos que são os precursores das galáxias, e há até 1.000 dessas estruturas a diferentes distâncias ao longo de cada linha de visão a partir da Terra. Um rádio-telescópio conseguirá separar essas estruturas porque, estando a diferentes distâncias, cada estrutura gerará sinais com diferentes comprimentos de onda.

Metcalf e White mostraram que a distorção gravitacional dessas estruturas poderá permitir que um rádio-telescópio produza imagens de alta resolução da distribuição da massa do cosmos que será pelo menos 10 vezes mais precisa do que a melhor imagem gerada utilizando-se a distorção das luzes das galáxias.

Propriedades da Energia Escura

Mas há um problema: essa técnica exigiria um rádio-telescópio que cobrisse uma área de pelo menos 100 quilômetros. Isto é 100 vezes mais do que o tamanho do LOFAR e 20 vezes maior do que o SKA ("Square Kilometre Array"), o maior equipamento que atualmente está sendo considerado para ser construído no futuro.

Ou seja, a nova teoria terá que esperar um bocado para ser testada e para que tenhamos um mapa completo da massa do nosso universo.

Mas os cientistas afirmam que não será preciso esperar tanto para se usufruir dela. Segundo eles, o SKA permitirá um ganho de qualidade de 10 vezes em relação aos mapas de massa de que se dispõe hoje, podendo responder a uma das questões mais misteriosas que incomodam os físicos hoje: quais são as propriedades da Energia Escura, responsável pela contínua expansão do universo?

Bibliografia:

High-resolution imaging of the cosmic mass distribution from gravitational lensing of pregalactic HI preprint
R. Benton Metcalf, Simon D.M. White
On line
28. November 2006
http://xxx.lanl.gov/abs/astro-ph/0611862/




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