p Um método de pesar as quantidades de matéria em aglomerados de galáxias - os maiores objetos em nosso universo - mostrou um equilíbrio entre as quantidades de gás quente, estrelas e outros materiais. p Os resultados são os primeiros a usar dados observacionais para medir esse equilíbrio, que foi teorizado há 20 anos, e trará novos insights sobre a relação entre a matéria comum que emite matéria clara e escura, e sobre como nosso universo está se expandindo.

p Aglomerados de galáxias são os maiores objetos do universo, cada um composto por cerca de 1, 000 galáxias massivas. Eles contêm grandes quantidades de matéria escura, junto com gás quente e "matéria comum" mais fria, "como estrelas e gás mais frio.

p Em um novo estudo, publicado em Nature Communications , uma equipe internacional liderada por astrofísicos da Universidade de Michigan nos EUA e da Universidade de Birmingham no Reino Unido usou dados do Local Cluster Substructure Survey (LoCuSS) para medir as conexões entre os três principais componentes de massa que compõem os aglomerados de galáxias - matéria escura , gás quente, e estrelas.

p Membros da equipe de pesquisa passaram 12 anos coletando dados, que abrange um fator de 10 milhões em comprimento de onda, usando os satélites Chandra e XMM-Newton, a pesquisa ROSAT All-sky, Telescópio Subaru, Telescópio infravermelho do Reino Unido (UKIRT), Telescópio Mayall, o Sunyaev Zeldovich Array, e o satélite Planck. Usando modelos estatísticos sofisticados e algoritmos construídos pelo Dr. Arya Farahi durante seus estudos de doutorado na Universidade de Michigan, a equipe foi capaz de concluir que a soma de gás e estrelas nos aglomerados que eles estudaram é uma fração quase fixa da massa de matéria escura . Isso significa que conforme as estrelas se formam, a quantidade de gás quente disponível diminuirá proporcionalmente

p "Isso valida as previsões da teoria prevalecente da matéria escura fria. Tudo é consistente com nossa compreensão atual do universo, "disse o Dr. Farahi, atualmente é um McWilliams Postdoctoral Fellow no Departamento de Física da Carnegie Mellon University.

p Dr. Graham Smith, da Escola de Física e Astronomia da Universidade de Birmingham e Pesquisador Principal do LoCuSS, diz:"Uma certa quantidade de material dentro do universo entra em colapso para formar aglomerados de galáxias.

p "Mas, uma vez formados, esses aglomerados são 'caixas fechadas'. O gás quente formou estrelas, ou ainda permanece como gás, mas a quantidade total permanece constante. "

p "Esta pesquisa é alimentada por mais de uma década de investimentos em telescópios, "acrescenta o professor August E. Evrard, da Universidade de Michigan. "Usando esses dados de alta qualidade, fomos capazes de caracterizar 41 aglomerados de galáxias próximos e encontrar uma relação especial, comportamento especificamente anti-correlacionado entre a massa nas estrelas e a massa no gás quente. Isso é significativo porque essas duas medições juntas nos dão a melhor indicação da massa total do sistema. "

p As descobertas serão cruciais para os esforços dos astrônomos para medir as propriedades do universo como um todo. Ao obter uma melhor compreensão da física interna dos aglomerados de galáxias, os pesquisadores serão capazes de entender melhor o comportamento da energia escura e os processos por trás da expansão do universo.

p "Os aglomerados de galáxias são intrinsecamente fascinantes, mas em muitos aspectos ainda objetos misteriosos, "acrescenta o Dr. Smith." Desvendar a astrofísica complexa que governa esses objetos abrirá muitas portas para uma compreensão mais ampla do universo. Essencialmente, se quisermos ser capazes de afirmar que entendemos como o universo funciona, precisamos entender os aglomerados de galáxias. "

p Dados do tipo estudado pela equipe crescerão em várias ordens de magnitude nas próximas décadas graças aos telescópios de última geração, como o Grande Telescópio de Pesquisa Sinóptico (LSST), que está atualmente em construção no Chile, e e-ROSITA, um novo satélite de raios-X. Ambos começarão as observações no início de 2020.

p "Essas medições estão estabelecendo uma base para ciência precisa com aglomerados de galáxias, "diz o professor Alexis Finoguenov, um membro da equipe baseada na Universidade de Helsinque.