Gêmeos virtuais da Via Láctea criados para entender a natureza da matéria escura

Cientistas da Universidade do Sul da Califórnia, da Universidade da Califórnia em San Diego, do Observatório Carnegie e de outros institutos de pesquisa criaram uma ferramenta avançada para modelar a matéria escura. O projeto COZMIC (Simulações Cosmológicas com Zoom com Condições Iniciais além da Matéria Escura Fria) permite gerar réplicas computacionais de galáxias como a Via Láctea, com diversas características da substância invisível.

O COZMIC fornece a primeira comparação direta do impacto de diferentes hipóteses sobre a natureza da matéria escura na estrutura galáctica. A equipe realizou uma série de experimentos computacionais em supercomputadores, testando modelos alternativos, desde partículas interagindo com matéria bariônica no Universo primordial até matéria escura com forças internas ou composta por vários componentes.

Dentro de cada modelo, os pesquisadores variaram a massa, a velocidade e a capacidade das partículas de interagir — tanto dentro de suas próprias espécies quanto com a matéria comum. Isso lhes permitiu obter um espectro de estruturas galácticas para comparação com observações astronômicas. Um foco especial foi dado às galáxias anãs — segundo os autores, esses sistemas são mais suscetíveis à microfísica da matéria escura e servem como campo de testes para a verificação de teorias.

Um dos objetivos do projeto é superar as limitações do modelo padrão, que trata a matéria escura como fria e inativa. Como explicou a chefe do estudo, Vera Glushevich (USC), pela primeira vez foi possível modelar galáxias realistas sob leis físicas fundamentalmente diferentes — e comparar os resultados com dados de telescópios. Os resultados do trabalho são apresentados em publicações do The Astrophysical Journal.

O próximo passo será comparar as simulações em detalhes com os sistemas estelares observados para identificar diferenças características e marcadores de modelos específicos. Essa etapa poderá reduzir significativamente a distância até a compreensão da natureza da substância que compõe 85% da matéria cósmica e seu papel na formação da estrutura em larga escala do universo.

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