Um novo artigo apresentado na conferência da American Astronomical Society desta semana promete lançar alguma luz, por assim dizer, sobre a busca de matéria escura em galáxias individuais. O atual modelo de matéria escura fria no Universo é extremamente bem-sucedido quando se trata de mapear a substância misteriosa em grandes escalas, mas não em escalas galácticas e sub-galácticas. Hoje, Sukanya Chakrabarti, da Florida Atlantic University, descreveu uma nova maneira de mapear a matéria escura observando ondulações nos discos de hidrogênio de grandes galáxias. Seu trabalho pode finalmente permitir que os astrônomos usem suas observações da matéria comum para sondar a distribuição da matéria escura em escalas menores.
As galáxias espirais são tipicamente compostas por um disco, que é feito de matéria normal (bariônica) e contém a protuberância central e os braços espirais, e um halo que envolve o disco e contém matéria escura. Nos últimos anos, pesquisas como a THINGS (conduzida pelo Very Large Array da NRAO) foram realizadas para analisar a distribuição de hidrogênio em discos galácticos próximos. No ano passado, Chakrabarti usou essas pesquisas para investigar a maneira como pequenas galáxias satélites afetam os discos de galáxias maiores, como a M51, a Galáxia Whirlpool. Mas o verdadeiro prêmio está em investigar o que os astrônomos não podem ver. Chakrabarti observou: "Desde os anos 70, sabemos pelas observações de curvas de rotação planas que as galáxias têm halos maciços de matéria escura, mas existem muito poucas sondas que nos permitem descobrir como é distribuído". Ela agora ampliou sua pesquisa para fazer exatamente isso.
Os astrônomos acreditam que a distribuição de densidade da matéria escura depende de um parâmetro chamado raio de escala. Acontece que a variação desse parâmetro afeta visivelmente a forma do disco de hidrogênio da galáxia quando a influência da passagem de galáxias anãs é contabilizada.
"Ondulações nos discos de gás externos servem para agir como um espelho da distribuição subjacente de matéria escura", disse Chakrabarti. Ao variar o raio de escala do halo de matéria escura do M51, Chakrabarti conseguiu ver como isso afetaria a forma e a distribuição do hidrogênio atômico em seu disco. Ela descobriu que raios de grande escala dão origem a galáxias com um halo de matéria escura que se torna gradualmente mais difuso à medida que se estende ao longo do comprimento do disco. Isso faz com que o hidrogênio no disco fique muito frouxo em torno da protuberância central da galáxia. Por outro lado, os raios de pequena escala têm perfis de densidade que caem muito mais acentuadamente.
"Os perfis de densidade mais acentuada são mais eficazes em segurar suas 'coisas'", explicou Chakrabarti, "e, portanto, eles têm uma forma de planta em espiral muito mais bem envolvida."
O mapa de Chakrabarti da distribuição de matéria escura no halo de M51 é consistente com os modelos teóricos existentes, levando-a a acreditar que esse método pode ser extremamente útil para os astrônomos que tentam sondar a substância ilusória e invisível que compõe quase um quarto do nosso Universo . Uma pré-impressão de seu artigo está disponível no ArXiv.
