A natureza da matéria escura e como ela pode ter ajudado na evolução do universo é um dos grandes mistérios da cosmologia devido ao fato de que ela não interage com a luz. E agora o maior radiotelescópio do mundo pode finalmente ajudar a entender melhor essa substância.

Pesquisadores teorizam que 85% da matéria existente no universo seja escura e que ela tenha desempenhado um importante papel na formação das primeiras galáxias, mas como isso aconteceu continua sendo uma grande lacuna. 

Para resolver isso, pesquisadores da Northeastern University, na China, e dos Observatórios Astronômicos Nacionais da Academia Chinesa de Ciências (NAOC) sugeriram uma nova forma de compreender a natureza da matéria escura e de quebra como as primeiras galáxias surgiram.

Uma maneira de entender as partículas que compõem essa substância e sua massa, seria observando as estruturas de pequena escala no universo. No entanto, nos primeiros 380 milhões de anos do universo, no amanhecer cósmico, as estrelas estavam apenas se formando. Ou seja, existia pouquíssima luz, insuficiente para os astrônomos observarem esse evento.

Radiação do hidrogênio

Mas existiam átomos de hidrogênio, que absorvem luz em um comprimento de onda específico, na faixa de rádio, e deixam sua assinatura por ela.  Mas por estarem viajando a cerca de 13,4 bilhões de anos, ao longo do caminho, essa luz perdeu energia, seu comprimento de onda foi esticado e sua frequência diminuída, movendo-se para baixo no espectro eletromagnético em direção ao vermelho.

Com a ausência de luz no início do universo, para usar a frequência de rádio do hidrogênio para detectar matéria escura, seria necessário fontes de rádio tão potentes como quasares no amanhecer cósmico. Mas nesse período do universo, os sinais de rádio eram fracos.

Com o início da construção do maior e mais potente radiotelescópio do mundo na Austrália e na África do Sul, o Square Kilometer Array (SKA), esse problema poderá ser resolvido nos próximos anos. 

A análise da radiação emitida pelo hidrogênio a ser observada pelo SKA vai medir simultaneamente as propriedades da matéria escura e a história térmica do universo, podendo ajudar a distinguir entre as moléculas da substância misteriosa, que são mais frias e lentas, e a quente e rápidas.

As obras do radiotelescópio SKA começaram em dezembro de 2022, e a previsão ele que já comece a trabalhar em 2027.