Há muito tempo, cerca de metade da matéria comum do Universo parecia ter sumido do mapa. Agora, astrônomos conseguiram medi-la e descobrir onde ela estava.
Pesquisadores do Caltech e do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, nos Estados Unidos, usaram 69 rajadas rápidas de rádio para “pesar” toda a matéria ordinária do cosmos. O estudo, publicado na revista Nature Astronomy, mostra que a maior parte dela está espalhada no gás tênue que preenche o espaço entre as galáxias.
Não se trata da enigmática matéria escura, que segue sem explicação. O alvo era a matéria comum, feita de bárions. O problema é que boa parte dela está tão dispersa que não emite luz detectável pelos instrumentos.
Um atraso de milissegundos que denuncia o gás invisível
As rajadas rápidas de rádio, conhecidas pela sigla em inglês FRB (Fast Radio Bursts), liberam quantidades colossais de energia em apenas alguns milissegundos. A natureza exata desses fenômenos ainda é um mistério para a astronomia.
O comportamento de seus sinais, porém, é bem conhecido. Quando atravessam matéria, as ondas de rádio de baixa frequência chegam com atraso em relação às de alta frequência. Medir esse descompasso permite estimar quanta matéria existe entre a fonte da rajada e a Via Láctea.
A estratégia não é inédita. Em um trabalho anterior, pesquisadores da Universidade da Califórnia aplicaram a técnica a dados de seis rajadas e encontraram os primeiros indícios da matéria perdida. O novo estudo amplia a amostra mais de dez vezes.
O astrônomo Vikram Ravi, do Caltech, usou uma imagem para explicar o método:
“É como se estivéssemos vendo a sombra de todos os bárions, com as rajadas rápidas de rádio como luz de fundo. Se você vê uma pessoa à sua frente, pode aprender muito sobre ela. Mas, se vê apenas a sua sombra, ainda sabe que ela está ali e qual é o seu tamanho aproximado”, afirmou Ravi em comunicado do Caltech.
Do Universo vizinho a 9,1 bilhões de anos-luz
As 69 rajadas analisadas estão a distâncias que vão de cerca de 11,74 milhões a aproximadamente 9,1 bilhões de anos-luz da Terra. A mais distante delas, batizada de FRB 20230521B, é a rajada rápida de rádio mais longínqua já registrada.
Conhecer a distância de cada fonte é essencial para o cálculo. Mais de mil rajadas já foram detectadas, mas apenas cerca de uma centena foi localizada em galáxias específicas. Por isso, os resultados obtidos pela equipe são considerados significativos.
O resultado traça um retrato claro da distribuição da matéria comum. Segundo os pesquisadores, 76% dela está no meio intergaláctico, cerca de 15% se esconde nos halos que envolvem as galáxias e o restante fica dentro delas, em estrelas ou no gás galáctico frio.
Essa divisão bate com as previsões do modelo cosmológico padrão. A diferença é que, pela primeira vez, ela deixa de ser apenas teoria e passa a ser confirmada por observação.
Dez mil rajadas por ano e a possível massa dos neutrinos
Os astrônomos já imaginam outras formas de usar as rajadas rápidas de rádio para desvendar segredos do cosmos. Uma das possibilidades é determinar, finalmente, a massa do neutrino.
Para isso, será preciso contar com instrumentos cada vez mais poderosos. Um deles é o radiotelescópio DSA-2000, do Caltech, atualmente em fase de planejamento no deserto de Nevada, nos Estados Unidos.
O equipamento deverá ser capaz de detectar e localizar até 10 mil rajadas rápidas de rádio por ano.
