p Matéria escura, uma forma misteriosa de matéria que constitui cerca de 80 por cento da massa do universo, evitou a detecção por décadas. Embora não interaja com a luz, os cientistas acreditam que está lá por causa de sua influência nas galáxias e aglomerados de galáxias. p Ele se estende muito além do alcance das estrelas mais distantes das galáxias, formando o que os cientistas chamam de halo de matéria escura. Enquanto as estrelas dentro da galáxia giram de forma organizada, disco organizado, essas partículas de matéria escura são como um enxame de abelhas, movendo-se caoticamente em direções aleatórias, que os mantém inflados para equilibrar a atração da gravidade para dentro.

p Pesquisa anterior liderada pelo colega de pós-doutorado Eric Baxter; Bhuvnesh Jain, Walter H. e Leonore C. Annenberg Professor em Ciências Naturais no Departamento de Física e Astronomia na Escola de Artes e Ciências da Penn; e Chihway Chang, da Universidade de Chicago, forneceram evidências de que halos de matéria escura ao redor de aglomerados de galáxias têm uma borda devido ao "efeito splashback".

p "Você tem este grande halo de matéria escura que envolve cada aglomerado de galáxias, "Baxter disse, "e tem agregado matéria gravitacionalmente ao longo de toda a sua história. À medida que a matéria é atraída, vai cada vez mais rápido. Quando finalmente cai no halo, ele se vira e começa a orbitar. Essa reviravolta é o que as pessoas começaram a chamar de splashback, porque as coisas estão espirrando de volta em algum sentido. "

p Como o assunto "respinga de volta, "fica mais lento. Como esse efeito está acontecendo em muitas direções diferentes, isso leva a um acúmulo de matéria bem na borda do halo e a uma queda acentuada na quantidade de matéria fora dessa posição.

p Em seu estudo inicial, os pesquisadores usaram dados do Sloan Digital Sky Survey para investigar a distribuição de galáxias em torno dos aglomerados. Em um estudo de acompanhamento usando dados do primeiro ano da Pesquisa de Energia Escura, os pesquisadores usaram um método diferente chamado lente gravitacional, que tira proveito de um fenômeno no qual a luz que vem em direção a um observador se curva enquanto a matéria exerce força gravitacional sobre ela. Ao observar o leve alongamento de objetos atrás das galáxias, os pesquisadores podem medir diretamente o perfil de massa, como a massa é distribuída dentro da galáxia.

p "Existem muitas aplicações diferentes de lentes, "Jain disse, "mas aqui algo passou de indetectável para detectável, por isso é particularmente emocionante. "

p Em artigo a ser publicado no Astrophysical Journal , os pesquisadores mostraram que este método produziu uma compreensão dos halos de matéria escura que é amplamente consistente com o que eles viram usando a luz do aglomerado de galáxias em seu primeiro estudo.

p "Estávamos investigando a questão de saber se os halos de matéria escura têm uma fronteira nítida, "Jain disse." O padrão ouro para estabelecer isso é olhar diretamente para a massa através de lentes gravitacionais, o que não foi feito antes. Com a última compilação de dados DES, vemos uma imagem muito semelhante ao que vimos na distribuição de galáxias. "

p Medir as lentes gravitacionais é muito mais difícil do que simplesmente medir a distribuição de galáxias, Jain disse.

p "Podemos ver galáxias facilmente, nós apenas tiramos uma foto deles, " ele disse, "mas com as lentes gravitacionais, temos que tirar fotos de muitos outros desmaios, galáxias de fundo e meça como elas são distorcidas de formas minúsculas. É uma medição desafiadora. "

p Isso deixa mais espaço para erros nas medições, fazendo com que sejam menos precisos. Contudo, as descobertas foram baseadas apenas no primeiro ano de observações do Dark Energy Survey. Ao final da pesquisa, haverá quatro anos adicionais de dados para os pesquisadores analisarem. Isso permitirá que eles façam medições mais precisas, sondando diretamente a matéria em galáxias e aglomerados de galáxias usando lentes gravitacionais. Testes de matéria escura serão então possíveis, uma vez que quaisquer novas interações físicas entre partículas de matéria escura podem mudar a localização do splashback.

p "Podemos esperar uma imagem mais clara dos misteriosos halos de matéria escura, "Jain disse.