James Webb cria mapa de matéria escura com 800 mil galáxias (COSMOS)

Um novo estudo usando dados do James Webb (JWST) mapeou a matéria escura em uma região do céu que contém quase 800.000 galáxias, criando uma das visões mais detalhadas desse “ingrediente invisível” do Universo. A equipe inferiu a distribuição de matéria escura pela técnica de lente gravitacional fraca, que mede distorções sutis na forma aparente de galáxias distantes. O mapa vem do campo COSMOS, observado pelo Webb por cerca de 255 horas com a NIRCam, e melhora significativamente mapas anteriores do Hubble
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James Webb cria um mapa detalhado de matéria escura usando 800 mil galáxias

A matéria escura não brilha, não reflete e não bloqueia luz — mas “pesa” o suficiente para curvar o espaço e alterar o caminho da luz que atravessa o Universo. Agora, astrônomos usaram um gigantesco conjunto de imagens do James Webb Space Telescope (JWST) para reconstruir um mapa de matéria escura a partir da distorção sutil de quase 800.000 galáxias em uma grande região do céu.

O mapa — matéria escura destacada em azul

Mapa de matéria escura sobreposto a uma visão do JWST; áreas em azul indicam maior densidade. Crédito: NASA/STScI/J. DePasquale/A. Pagan (via Space.com).

Como “enxergamos” o invisível: lente gravitacional fraca

O truque científico aqui é medir uma assinatura quase imperceptível chamada lente gravitacional fraca. Em vez de produzir arcos óbvios (como em lentes fortes), a matéria escura causa distorções minúsculas nas formas aparentes de milhares de galáxias ao fundo. Ao combinar estatisticamente essas distorções, dá para inferir onde estão os “aglomerados” de matéria escura — mesmo que ela permaneça invisível.

De onde vêm os dados: COSMOS, NIRCam e MIRI

O mapa foi construído a partir do campo COSMOS, uma região do céu estudada por muitos observatórios ao longo dos anos. O Webb observou uma área de cerca de 0,54 graus quadrados (aprox. 2,5 vezes o tamanho da Lua cheia no céu), na constelação de Sextans, acumulando cerca de 255 horas com a câmera NIRCam. Para melhorar a estimativa das distâncias das galáxias, os pesquisadores também usaram dados do instrumento MIRI (infravermelho médio), que ajuda inclusive a detectar galáxias escondidas por poeira.

Um recorte do “oceano” de galáxias do Webb

Recorte de campo profundo do JWST mostrando muitas galáxias em diferentes formas e cores no campo COSMOS
Recorte de campo profundo do JWST no programa COSMOS-Web, que reúne centenas de milhares de galáxias. Crédito: COSMOS-Web / NASA / STScI (via Space.com).

Por que isso é importante

Mapas de matéria escura são fundamentais porque revelam a “estrutura invisível” onde as galáxias se formam e evoluem. Segundo a NASA, este novo mapa do Webb contém mais galáxias do que mapas anteriores e revela novos aglomerados de matéria escura, oferecendo uma visão de maior resolução do que a obtida anteriormente com o Hubble na mesma região.

Perguntas frequentes (FAQ)

O que é matéria escura?

É um componente invisível do Universo que não interage com a luz, mas exerce gravidade. Ela ajuda a explicar por que galáxias e aglomerados se mantêm ligados e como a matéria se organiza em grande escala.

O que é lente gravitacional fraca?

É uma técnica que detecta distorções muito pequenas na forma de muitas galáxias distantes. Essas distorções acontecem quando a luz passa por regiões com grande massa (incluindo matéria escura), permitindo inferir onde ela está concentrada.

Qual a diferença para mapas anteriores do Hubble?

A NASA indica que o mapa do Webb contém mais galáxias do que mapas anteriores na mesma área e revela aglomerados de matéria escura com maior detalhe, oferecendo uma visão de melhor resolução.

Fontes

Matéria escura no campo COSMOS com dados do JWST: Space.com.

Descrição técnica da imagem (PIA26702): NASA Science Photojournal.