Simulações da “Idade das Trevas” cósmica revelam segredos da matéria escura

Pesquisadores modelaram os primórdios do Universo para entender como a massa das partículas da matéria escura influencia um sinal de rádio primordial. A descoberta guiará futuros radiotelescópios instalados no lado distante da Lua

Pesquisadores simularam o comportamento do Universo durante seus primeiros 100 milhões de anos — a fase chamada Idade das Trevas cósmica — para investigar as propriedades fundamentais da matéria escura. O estudo, publicado na revista Nature Astronomy, focou em determinar a massa das partículas dessa substância misteriosa.

A matéria escura, que compõe cerca de 80% da matéria do cosmos, intriga astrônomos por não interagir com a luz. A classificação de suas partículas é feita com base na massa:

• Leves (menos de 5% da massa de um elétron): formam galáxias menores.
• Frias/Pesadas (mais pesadas que 5% da massa de um elétron): resultam em estruturas galácticas maiores.

Matéria Escura e o Sinal de 21-Centímetros

As simulações revelaram como o gás cósmico esfriou e se uniu em aglomerados nos primórdios do Universo, impulsionado pela gravidade da matéria escura. Essa variação de temperatura e densidade ficou impressa no sinal de rádio de 21-centímetros, emitido pelos átomos de hidrogênio.

Ao modelar esse sinal primordial, a equipe descobriu uma correlação crucial: a intensidade do sinal é sensivelmente dependente de a matéria escura ser classificada como quente ou fria.

Os astrônomos preveem que o sinal surja em frequências próximas de 50 MHz.

Telescópios na Lua como Solução

Na Terra, as frequências de 50 MHz são contaminadas por sinais emitidos por humanos e pela interferência da ionosfera, tornando a detecção do sinal primordial quase impossível.

Por isso, o novo estudo ganha relevância estratégica: ele pode auxiliar missões futuras que planejam construir radiotelescópios no lado distante da Lua. Essa localização é considerada idealmente “quieta”, pois a massa lunar atua como um escudo contra o ruído de rádio terrestre.

Projetos como o da China e o Tsukuyomi do Japão já estão em andamento para a construção de telescópios lunares. Os cientistas esperam que suas simulações sirvam como um guia teórico, maximizando a eficiência científica desses futuros estudos ao auxiliar na distinção entre os cenários de matéria escura quente ou fria.

Fonte: Olhar Digital