Um estudo da distorção gravitacional de galáxias anãs parece apoiar uma teoria de gravidade modificada, em vez da existência de matéria escura – sendo esta última um componente chave do Modelo Padrão da cosmologia.
A matéria escura é uma substância hipotética que se acredita compreender cerca de 85% da matéria do universo. A sua influência gravitacional impede que objetos grandes, como as galáxias, se separem à medida que rodam e também podem ser encontradas evidências de matéria escura na radiação cósmica de fundo em micro-ondas – radiação que foi criada pouco depois do Big Bang. No entanto, apesar da abundância de evidências indiretas da matéria escura, partículas de matéria escura nunca foram detectadas. Como resultado, existem outras teorias para explicar o comportamento das galáxias, incluindo aquelas que modificam a lei da gravitação.
Acredita-se que a matéria escura se agrupe em halos – grandes regiões de matéria escura que são mantidas unidas pela gravidade. Acredita-se que os halos desempenhem papéis importantes no desenvolvimento e evolução de galáxias como a Via Láctea, que parece estar rodeada por um halo de matéria escura.
Vulnerável à deformação
Nesta última pesquisa, Elena Asencio, da Universidade de Bonn, e colegas procuraram evidências de halos de matéria escura em torno de galáxias anãs. Estes são os tipos de galáxias menores e mais comuns e podem ser encontrados em aglomerados ou ao redor de galáxias maiores, como a Via Láctea. Devido às suas massas mais baixas, as galáxias anãs são especialmente vulneráveis à deformação pelas forças gravitacionais exercidas dentro de um aglomerado ou por uma galáxia maior próxima. No entanto, estas distorções seriam reduzidas se as galáxias anãs estivessem envoltas em halos de matéria escura.
Para explorar esta ideia, Asencio e colegas examinaram imagens telescópicas do Aglomerado Fornax, que está repleto de galáxias anãs. As imagens foram obtidas pelo Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul. Os astrônomos tentaram então reproduzir as observações usando simulações de computador baseadas no Modelo Padrão da cosmologia – que inclui a matéria escura.
Surpreendentemente, esta abordagem não teve sucesso. Na verdade, os cálculos da equipa sugerem que, de acordo com o Modelo Padrão, as anãs de Fornax seriam dilaceradas pela gravidade.
Hipótese MOND
Ansiosa por descobrir o que mantinha as galáxias unidas, a equipa fez mais simulações – desta vez sem matéria escura e, em vez disso, utilizando a hipótese da Dinâmica Newtoniana Modificada (MOND). Desenvolvido pela primeira vez pelo físico israelense Mordehai Milgrom na década de 1980, o MOND determina que a gravidade se torne mais forte no regime de baixa aceleração. Esta modificação reproduz as observações rotacionais das galáxias, mas reverte para a lei de Newton em ambientes de alta aceleração como o sistema solar.
O estudo de rotação da galáxia descarta a gravidade modificada, ou não?
Ao contrário da matéria escura, o MOND foi capaz de reproduzir as observações da Fornax, lançando novas dúvidas sobre a existência de matéria escura. Na verdade, este não é o primeiro estudo que sugere que a dinâmica e a evolução de algumas galáxias não podem ser explicadas invocando a matéria escura – e o número de tais observações está a crescer. No entanto, o MOND e outras teorias que modificam a gravidade têm as suas próprias deficiências teóricas e observacionais – por isso é provavelmente demasiado cedo para desistir de um Modelo Padrão que incorpore a matéria escura.
A pesquisa é descrita em Avisos mensais da Royal Astronomical.
