Durante décadas, a energia escura foi um dos maiores enigmas da cosmologia. Agora, cientistas conseguiram chegar à visão mais detalhada já obtida desse “universo invisível”. O avanço veio da análise de seis anos de dados coletados pelo Dark Energy Survey (DES), projeto internacional que utilizou a Dark Energy Camera (DECam) – câmera de energia escura, em português – para observar cerca de um oitavo de todo o céu visível.
De 2013 a 2019, a Colaboração DES fez um levantamento profundo do céu usando DECam de 570 megapixels, fabricada pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE) e instalada no Telescópio Víctor M. Blanco de 4 metros da NSF, no Observatório Interamericano de Cerro Tololo (CTIO) da NSF, no Chile. Durante 758 noites ao longo de seis anos, a colaboração registrou informações de 669 milhões de galáxias que estão a bilhões de anos-luz da Terra.
“Esses resultados do Dark Energy Survey lançam nova luz sobre nossa compreensão do Universo e sua expansão”, afirmou Regina Rameika, Diretora Associada do Escritório de Física de Altas Energias do Departamento de Energia dos EUA (DOE/SC), em comunicado divulgado à imprensa. “Eles demonstram como o investimento a longo prazo em pesquisa e a combinação de múltiplos tipos de análise podem fornecer informações sobre alguns dos maiores mistérios do universo.”
A partir desse enorme volume de dados, os pesquisadores conseguiram mapear como a matéria, visível e invisível, se distribuiu ao longo dos últimos 6 bilhões de anos.
O que é a energia escura?
Ela é o nome dado ao fenômeno que faz o universo se expandir cada vez mais rápido. A expansão do cosmos já era conhecida desde o início do século 20, mas em 1998 os astrônomos fizeram uma descoberta que mudou tudo: essa expansão não está desacelerando, como se imaginava, mas acelerando.
Hoje, estima-se que a energia escura represente cerca de 68% de tudo o que existe, incluindo matéria e energia. Mesmo assim, sua natureza ainda é desconhecida, o que faz dela um dos maiores mistérios da ciência moderna.
Quatro métodos, uma única análise
O grande diferencial deste novo estudo foi unir, em uma única análise, quatro formas diferentes de estudar a energia escura. Além das supernovas do tipo Ia, que já eram usadas na descoberta original da aceleração cósmica, os cientistas combinaram dados de lentes gravitacionais fracas, do agrupamento de galáxias e das oscilações acústicas bariônicas, marcas deixadas no universo ainda “bebê”, cerca de 380 mil anos depois do Big Bang. Saiba o que são lentes gravitacionais:
Juntas, essas técnicas funcionaram como diferentes instrumentos observando a mesma questão. O resultado foi o dobro de precisão nas restrições sobre o efeito da energia escura, um passo crucial pra entendermos como ela realmente funciona.
O que os resultados revelam
As conclusões do DES mostraram uma boa concordância com o modelo padrão da cosmologia, conhecido como Lambda-CDM, que descreve a energia escura como algo estável ao longo do tempo. Os dados também são compatíveis com modelos alternativos em que essa energia pode evoluir.
No entanto, um ponto chamou a atenção dos pesquisadores: a forma como as galáxias se agrupam hoje não bate perfeitamente com as previsões feitas a partir do universo primordial. É como se algo estivesse faltando na nossa compreensão de como a matéria se organiza em larga escala, um forte indício de que ainda há peças importantes desse quebra-cabeça faltando.
Um universo ainda mais nítido
A expectativa é que esse retrato do universo escuro fique ainda mais claro nos próximos anos. O próximo grande avanço vai chegar com o Observatório Vera C. Rubin, que deve mapear cerca de 20 bilhões de galáxias ao longo de uma década. Ao combinar esses novos dados com os do DES, os cientistas esperam testar as teorias sobre gravidade, matéria escura e energia escura com um nível de detalhe que nunca tivemos antes.
“É uma sensação incrível ver esses resultados com base em todos os dados e com todas as quatro sondas que o DES havia planejado. Isso era algo que eu só ousaria sonhar quando o DES começou a coletar dados, e agora o sonho se tornou realidade”, diz Yuanyuan Zhang, astrônoma assistente do NSF NOIRLab e membro da Colaboração DES.
