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Aparentemente, a matéria escura se agarra às galáxias há muito tempo. A maioria das galáxias que existiam há 10 bilhões de anos tinha aproximadamente a mesma matéria escura que as galáxias hoje, contradizendo estudos anteriores que sugeriam que menos matéria escura se escondia em torno das galáxias no início do universo.
"A matéria escura era similarmente abundante em galáxias formadoras de estrelas no passado distante, como ocorre nos dias atuais " , disse Alfred Tiley, astrônomo da Universidade de Durham, na Inglaterra, e principal autor do novo estudo. A pesquisa foi recentemente submetida à revista Monthly Notices da Royal Astronomical Society e publicada em 16 de novembro na revista pré-impressão arXiv . "Não foi uma surpresa completa, mas, na realidade, não sabíamos se a realidade observacional se alinharia às expectativas da teoria."
A matéria escura representa aproximadamente 85% da massa total em nosso universo conhecido, mas a substância misteriosa não interage com a luz, deixando os cientistas no escuro sobre sua natureza precisa. Então, ao invés de visualizá-lo, os astrônomos devem confiar na atração gravitacional da matéria escura sobre a matéria normal, chamada matéria bariônica , que forma as estrelas, nebulosas e planetas que vemos no céu noturno, assim como todas as árvores, pedras e pessoas. na terra.
A matéria escura tende a se misturar em halos ao redor de galáxias; astrônomos descobriram isso medindo o quão rápido as galáxias giram. De acordo com a lei da gravidade de Newton, as estrelas na periferia de uma galáxia devem girar muito mais lentamente do que as do centro. Mas na década de 1960, os astrônomos encontraram estrelas suburbanas velozes na periferia da Via Láctea que sugeriam matéria extra escondida além das órbitas galácticas dessas estrelas.
Desde então, estudos mediram milhares de taxas de rotação em todo o universo, confirmando a presença desses halos de matéria escura.
No novo estudo, os pesquisadores usaram dados de duas pesquisas de 1.500 galáxias em formação de estrelas para calcular as taxas de rotação de galáxias de 10 bilhões de anos. É difícil medir com precisão a rotação galáctica no passado cósmico, porque essas antigas galáxias são incrivelmente distantes e fracas. Assim, os cientistas estimaram uma média agrupando as galáxias pela distância e então combinando sua luz.
"Nossa estimativa da quantidade de matéria escura nas galáxias é uma média para toda a população em cada época", disse Tiley à Live Science. "A quantidade de matéria escura dentro de galáxias individuais pode variar significativamente."
Contabilizando a massa e a densidade das galáxias, os pesquisadores encontraram quantidades quase equivalentes de matéria escura para as galáxias que existiam há muito tempo em nosso passado cósmico e para as galáxias em nosso universo local.
Mas nem todo mundo está totalmente convencido. As descobertas contradizem estudos anteriores que descobriram que as galáxias no universo primitivo tinham menos matéria escura do que as galáxias mais jovens. Esses estudos analisaram galáxias individuais muito mais maciças e usaram um modelo diferente para inferir a quantidade de matéria escura.
"[A nova pesquisa] usa apenas uma das quatro abordagens independentes que usamos para chegar à nossa conclusão", Reinhard Genzel, principal autor de um dos estudos anteriores e um astrônomo do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, Alemanha , disse à Live Science.
Tiley descobriu que os resultados de sua equipe eram altamente dependentes do modelo que eles usavam. Por fim, ele optou por usar um modelo que ele e seus colegas descobriram ser mais representativo das galáxias de baixa massa que os cientistas acreditam que predominaram no início da época.
Simulações computacionais sugerem que galáxias de massa muito alta, como aquelas estudadas por Genzel, são raras no universo distante. "Parece que seus resultados se aplicam a galáxias muito massivas nesta época distante, mas podem não ser representativos de galáxias com massas estelares comparativamente menores, como as que estudamos em nosso trabalho", disse Tiley à Live Science.
Os novos resultados combinam com o que seria esperado do modelo predominante de "lambda cold dark" que descrevia nosso universo. Esse modelo explica como o universo é estruturado e por que ele está se expandindo a um ritmo cada vez mais acelerado.
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