O telescópio James Webb mapeou 800 mil galáxias e pode estar perto de desvendar a matéria escura
A matéria escura é uma substância misteriosa que mantém as galáxias unidas. Este mapa do Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, pode ajudar os cientistas a finalmente descobrir o que ela é.
Utilizando dados do Telescópio Espacial James Webb, astrônomos construíram o mapa de matéria escura com a mais alta resolução já obtida. Esta imagem contém as quase 800 mil galáxias incluídas no mapa, sobrepostas às concentrações de matéria escura, representadas em azul.
Um dos enigmas mais persistentes e importantes de toda a física espacial é: o que é matéria escura?
Esse material invisível e misterioso é cerca de cinco vezes mais abundante no Universo do que a matéria comum que compõe seres humanos, animais, planetas, estrelas e tudo o que os humanos já foram capazes de ver.
Embora os cientistas não consigam detectar a matéria escura diretamente com telescópios, eles podem detectar a influência de sua gravidade em grandes escalas, como a de galáxias e aglomerados de galáxias.
Mas para desvendar o mistério da matéria escura, os cientistas primeiro precisam saber: onde ela está?
Embora esforços anteriores tenham tentado mapear a matéria escura de várias maneiras pelo cosmos, um novo estudo publicado em 26 de janeiro de 2026, na revista científica Nature Astronomy fornece o mapa de matéria escura de mais alta resolução já criado até o momento.
As novas descobertas se baseiam em dados do Telescópio Espacial James Webb e reforçam a teoria atual dos cientistas de que a gravidade da matéria escura atraiu a matéria comum, formando aglomerados que se desenvolveram nas primeiras estruturas do Universo.
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O novo mapa de matéria escura do Webb mostra como a matéria escura (representada em azul) atua como a estrutura oculta sobre a qual as galáxias visíveis são construídas.
“É a estrutura gravitacional na qual tudo o mais se encaixa e que forma as galáxias. E podemos realmente ver esse processo acontecendo neste mapa”, afirma Richard Massey, coautor do estudo e físico da Universidade de Durham, no Reino Unido.
Sem a matéria escura, não haveria matéria suficiente para manter as galáxias unidas gravitacionalmente, e nossa galáxia, a Via Láctea, que abriga bilhões de planetas, incluindo a Terra, não existiria em sua forma atual.
Explorando o campo Cosmos
O mapa representa parte de uma região do céu conhecida como campo Cosmos, que foi amplamente estudada pelo telescópio Espacial Hubble e outros observatórios. Embora o novo mapa do telescópio James Webb contenha quase 800 mil galáxias, muitas das quais eram desconhecidas anteriormente, sua área cobre uma pequena faixa do céu — cerca de 2,5 vezes maior que a Lua Cheia.
Notavelmente, há cerca de 20 anos, o Hubble forneceu imagens detalhadas do campo Cosmos, permitindo uma análise da estrutura do universo que foi revolucionária na época. Munidos de dados de alta resolução do Webb, os cientistas agora podem sobrepor os novos dados aos antigos para verificar análises anteriores e descobrir novas características dos fundamentos do Universo.
“Podemos ver que as estruturas coincidem, mas agora podemos observar com muito mais detalhes e com maior precisão. Isso é impressionante”, afirma Diana Scognamiglio, pesquisadora de cosmologia do Laboratório de Propulsão a Jato da Nasa, que liderou o novo estudo.
Décadas atrás, pesquisadores criaram um mapa da matéria escura da mesma região do céu, chamado campo Cosmos, com base em observações do Telescópio Espacial Hubble (mostrado aqui à esquerda, com o mapa do Webb à direita).
Como o Webb detecta luz infravermelha, ele fornece imagens de galáxias que se formaram bilhões de anos atrás, no início do Universo. Isso permite que os cientistas infiram a presença de estruturas de matéria escura chamadas filamentos, formando uma "teia cósmica" na qual as galáxias estão dispostas ao longo de fios invisíveis.
"Há galáxias dispostas como contas em todos os lugares onde vemos matéria escura, a diferentes distâncias de nós e em diferentes momentos desde o Big Bang", explica Massey.
Os cientistas acreditam que, após o nascimento do Universo, a matéria escura se aglomerou para formar essa estrutura, à qual a matéria comum se acumulou. O mapa do Webb reforça essa ideia. "Onde quer que haja matéria escura, ela atrai a matéria comum e começa a acumular matéria comum suficiente em um determinado local para formar estrelas e planetas", acrescenta Massey.
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Como os cientistas construíram este mapa da matéria escura
Para detectar indiretamente grandes fontes de matéria escura nessa região específica do céu, os cientistas usaram uma técnica chamada lente gravitacional.
Um objeto cósmico massivo, como uma galáxia ou um aglomerado de galáxias, pode fazer com que a luz de uma fonte mais distante se curve e pareça distorcida. Em um fenômeno chamado "lente gravitacional forte", a luz da fonte distante é intensificada, de modo que parece ampliada ou até mesmo deformada ao seu redor, como um anel.
Mas, neste caso, os pesquisadores estavam procurando por uma "lente gravitacional fraca", mais sutil, na qual as formas das galáxias são ligeiramente distorcidas ou deslocadas porque a matéria escura interrompe a trajetória da luz. Um grande número de galáxias é necessário para calcular a quantidade de matéria escura responsável pelo efeito de lente gravitacional fraca.
"As galáxias, ou o que quer que estejamos observando, são curvadas nessas formas características, como um espelho de parque de diversões, ou como olhar através da janela de uma cozinha ou banheiro", explica Massey. "E calculamos a quantidade de matéria escura existente descobrindo como ela distorceu as formas dessas galáxias de fundo."
Aqui estão os mapas de matéria escura no campo Cosmos obtidos pelo Hubble (à esquerda) e pelo Webb (à direita). As linhas de contorno sobrepostas marcam regiões de densidade de matéria escura igual.
Medir a matéria escura indiretamente dessa forma é semelhante a observar as árvores e inferir que o vento causa o movimento das folhas e dos galhos, diz Massey. Isso não é pouca coisa quando se trata de calcular mudanças sutis em centenas de milhares de galáxias.
Os pesquisadores observaram a mesma região do céu com o Webb por 255 horas, representando o maior levantamento do primeiro ano de operações científicas do telescópio, que começou em 2022.
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Mais do que apenas este mapa
O mapa em si é apenas o começo. Rachel Mandelbaum, física da Universidade Carnegie Mellon que não participou deste estudo, aguarda com expectativa as futuras descobertas científicas que surgirão a partir do mapa, que podem incluir análises de como tipos específicos de galáxias se relacionam com a quantidade de matéria escura nessas galáxias, como as galáxias estão distribuídas e uma melhor compreensão dos "vazios" galácticos, regiões onde há menos galáxias do que a média.
Essas análises "nos ajudarão a responder às nossas perguntas fundamentais sobre o Universo, como a matéria está distribuída e como as galáxias evoluíram", acredita Mandelbaum.
O mapa de matéria escura do Webb também surge justamente quando começa uma era de ouro na exploração do Universo escuro. O telescópio Euclid da Agência Espacial Europeia, lançado em 2023, e o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman da Nasa, com lançamento previsto para este outono (do Hemisfério Norte), fornecerão observações complementares da matéria escura em uma faixa muito maior do céu.
Ambos os telescópios foram projetados para grandes levantamentos, enquanto o Webb se concentra em porções muito menores do céu com maior detalhe. O novo Observatório Vera C. Rubin, localizado no Chile, que divulgou suas primeiras imagens em junho de 2025, fornecerá ainda mapas de galáxias e matéria escura que ampliarão nossa compreensão científica desse mistério.
O mapa é “um primeiro passo fundamental para todo o conhecimento futuro que obteremos sobre a matéria escura”, afirma Gavin Leroy, pesquisador da Universidade de Durham, na Inglaterra, e um dos líderes do estudo.
Os cientistas agora trabalham em uma versão tridimensional do novo mapa da matéria escura obtido pelo Webb. Combinado com os grandes levantamentos de outros observatórios, isso permitirá que os cientistas finalmente compreendam as propriedades da própria matéria escura.
Por exemplo, a matéria escura é realmente composta de partículas massivas e de movimento lento — o que os cientistas chamam de “frias” — ou ela é feita de partículas mais leves e de movimento mais rápido, chamadas de “quentes”?
“Espero que as pessoas vejam isso como uma base para outros estudos”, diz Scognamiglio. “E que possamos expandir os dados com outros telescópios e combiná-los para fazer cosmologia e realmente entender o que é a matéria escura.”.”
