Webb mapeia em detalhe a matéria escura no campo COSMOS

A matéria comum — que inclui partículas como protões e neutrões — representa cerca de um sexto de toda a matéria do universo; o restante é matéria escura, segundo o artigo publicado na Nature Astronomy. A matéria escura não emite, reflete, absorve nem bloqueia a luz. A sua presença é estudada, entre outras formas, através dos seus efeitos gravitacionais. Por isso, o mapa da equipa não é uma fotografia de uma substância invisível: utiliza a deflexão da luz de galáxias distantes causada pela massa situada entre essas galáxias e a Terra.

Uma região observada por muitos telescópios

A informação sobre o resultado foi publicada a 26 de janeiro de 2026: o artigo científico foi divulgado nesse dia e o JPL da NASA apresentou o trabalho. A investigação utiliza imagens do Telescópio Espacial James Webb, uma missão internacional liderada pela NASA em parceria com a Agência Espacial Europeia e a Agência Espacial Canadiana. O mapa cobre 0,77° × 0,70° dentro do campo COSMOS, na constelação do Sextante. A região completa descrita pelo JPL tem cerca de 2,5 vezes o tamanho da Lua cheia.

Pelo menos 15 telescópios terrestres e espaciais observaram esta região no âmbito do projeto COSMOS. De acordo com o JPL, o objetivo é medir com precisão a localização da matéria comum e comparar essa distribuição com a da matéria escura. O Webb observou a área durante cerca de 255 horas e identificou quase 800.000 galáxias, algumas pela primeira vez.

Da luz desviada a um mapa de massa

A equipa utilizou lentes gravitacionais fracas: mediu como a massa interveniente curva o espaço e desvia para a Terra a luz de galáxias distantes. A distorção dessa luz permite inferir a distribuição da massa em primeiro plano. Ao estudar muitas galáxias, os investigadores construíram um mapa de massa que inclui a matéria escura; não se trata de uma deteção ótica direta dessa matéria.

O artigo relata medições das formas de 129 galáxias por minuto de arco quadrado, com medições independentes de muitas delas nas bandas F115W e F150W. Com base nesta análise, os autores indicam uma resolução angular de 1,00 ± 0,01 minutos de arco. O artigo e a NASA descrevem a resolução do mapa como mais do dobro da de mapas anteriores da mesma região feitos com o Telescópio Espacial Hubble.

A sensibilidade do Webb permitiu incluir cerca de dez vezes mais galáxias do que os mapas da área feitos por observatórios terrestres e o dobro das incluídas no mapa do Hubble. Para aperfeiçoar as medições de distância de muitas galáxias, a equipa também utilizou o instrumento MIRI do Webb, juntamente com observações de outros telescópios terrestres e espaciais. O MIRI deteta comprimentos de onda do infravermelho médio; segundo o JPL, estes também o tornam eficaz na deteção de galáxias obscurecidas por nuvens de poeira cósmica.

Filamentos, aglomerados e matéria comum

O mapa mostra regiões densas de matéria escura ligadas por filamentos menos densos, formando uma estrutura semelhante a uma rede, conhecida como teia cósmica. A matéria comum, incluindo as galáxias, tende a acompanhar essa estrutura. O artigo descreve características de massa até um desvio para o vermelho de z ≈ 2 e menciona uma estrutura identificada como a mais distante em z ≈ 1,1.

A sobreposição espacial entre matéria escura e matéria comum é uma das observações centrais do estudo. Os autores interpretam essa correspondência como evidência de uma relação gravitacional: a gravidade da matéria escura atrairia a matéria comum para as mesmas regiões. Segundo a explicação do JPL, os cientistas consideram que a matéria escura poderá ter começado a agrupar-se primeiro e que esses aglomerados terão depois atraído matéria comum, criando regiões com material suficiente para começarem a formar-se estrelas e galáxias. O mapa oferece uma referência de alta resolução para testar teorias sobre a matéria escura e a formação de estruturas cósmicas em grande escala.

O que o mapa acrescenta — e o que continua por determinar

O resultado acrescenta pormenores sobre a distribuição da matéria nesta região e sobre a sobreposição dos componentes escuro e luminoso. Não identifica as partículas que compõem a matéria escura nem determina diretamente a sua natureza. Trata-se de uma reconstrução por lentes gravitacionais fracas: a sua interpretação depende da deflexão da luz das galáxias e das medições usadas para elaborar o mapa. Assim, o resultado permite estudar a distribuição e a relação gravitacional observada, mas não equivale a identificar a matéria escura.

O JPL também descreveu o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman como uma missão futura que cartografaria matéria escura numa área 4.400 vezes maior do que COSMOS. Segundo a mesma comunicação, os seus mapas não ultrapassariam a resolução espacial do Webb. Neste caso, a comparação ilustra a cobertura distinta dos dois projetos: o mapa do Webb detalha uma região delimitada, enquanto o Roman está previsto para estudar uma área muito maior. Não são medições da mesma área com o mesmo nível de detalhe, mas projetos descritos com coberturas diferentes.

A importância do mapa está em especificar como a massa invisível se distribui no campo estudado e onde se encontra relativamente à matéria comum. O Webb não tornou a matéria escura visível: permitiu traçar com maior detalhe os seus efeitos gravitacionais numa região já observada por vários telescópios.