O Universo é composto por 69% de energia escura e 31% de matéria maioritariamente escura

Segundo o astrónomo Mohamed Abdullah do Instituto Nacional de Investigação de Astronomia e Geofísica do Egipto e Universidade de Chiba, do Japão, o Universo tem componentes escuras e visíveis. A matéria representa apenas 31% do Universo conhecido.

O resto é energia escura, que continua a ser uma grande incógnita. "Os cosmólogos acreditam que apenas cerca de 20% desta matéria total é constituída por matéria regular ou 'bariónica', que inclui estrelas, galáxias, átomos e vida", afirmou.

Determinar a composição do Universo através dos enxames de galáxias

As melhores medições do "material do cosmos" provêm do satélite Planck, que mapeou o Universo. Este estudou as microondas cósmicas de fundo e a radiação remanescente do Big Bang, há cerca de 13,8 mil milhões de anos. As medições do Planck permitiram aos astrónomos chegar às medições "padrão de ouro" da matéria total no Universo. No entanto, é sempre bom verificar estas medições com outros métodos.

Abdullah e uma equipa de cientistas fizeram exatamente isso. Utilizaram outro método, chamado Relação Massa/Riqueza do Aglomerado. Essencialmente, mede o número de membros de galáxias num aglomerado para determinar a massa do aglomerado.

De acordo com o astrónomo, esta relação oferece uma forma de medir a matéria cósmica. "Uma vez que os atuais aglomerados de galáxias se formaram a partir de matéria que colapsou ao longo de milhares de milhões de anos sob a sua própria gravidade, o número de aglomerados observados atualmente, a chamada 'abundância de aglomerados', é muito sensível às condições cosmológicas e, em particular, à quantidade total de matéria", disse, referindo que o método compara o número e a massa observados de galáxias por unidade de volume com as previsões de simulações numéricas.

Não é um método fácil porque é difícil medir com exatidão a massa de qualquer aglomerado de galáxias. Grande parte da massa do aglomerado é matéria escura. Por outras palavras, o que se vê num aglomerado não é necessariamente tudo o que se obtém.

Por isso, a equipa teve de ser inteligente. Usaram o facto de os aglomerados mais maciços conterem mais galáxias do que os menos maciços. Uma vez que todas as galáxias têm estrelas brilhantes no seu interior, o número de galáxias contidas em cada enxame é utilizado para estimar a massa total.

Essencialmente, a equipa mediu o número de galáxias em cada aglomerado da sua amostra e depois usou essa informação para estimar a massa total de cada aglomerado.

Os resultados deste estudo vs. as observações do Planck

O resultado de todas as medições e simulações corresponde quase exatamente aos números de Planck para a massa do Universo. Chegaram a um Universo que é 31% matéria e 69% energia escura. Também parece estar de acordo com outros trabalhos que a equipa realizou para medir a massa das galáxias.

Para obter os resultados, a equipa de Mohammed utilizou estudos espetroscópicos de aglomerados para determinar as suas distâncias. As observações também lhes permitiram saber quais galáxias eram membros de aglomerados específicos.

As observações do Sloan Digital Sky Survey permitiram à equipa montar um catálogo de enxames de galáxias chamado "GalWeight". De seguida, compararam os aglomerados do catálogo com as suas simulações. O resultado foi um cálculo da matéria total no Universo baseado na relação massa/riqueza.

A técnica é suficientemente robusta para ser utilizada à medida que chegam novos dados astronómicos de vários instrumentos. De acordo com Gillian Wilson, um dos autores, o trabalho da equipa mostra que a técnica MRR vai para além do que promete.

Os resultados também mostram que a abundância dos aglomerados é uma técnica competitiva para restringir os parâmetros cosmológicos. Complementa também técnicas que não se centram nos enxames. Estas incluem as anisotropias da CMB, as oscilações acústicas dos bariões, as supernovas de tipo Ia ou a lente gravitacional. Cada uma destas técnicas é também uma ferramenta útil para medir as várias características do Universo.