Artigo de Referência:

A astrônoma Vera Rubin mudou a maneira como pensamos sobre o universo, mostrando que as galáxias são principalmente matéria escura.

Vera Rubin trabalhando no Observatório Lowell em Flagstaff, AZ em 1965. Crédito da imagem: Washington Times / Zuma

Conteúdo relacionado:

• Annie Jump Cannon: A extraordinária mulher que classificou as estrelas
• Cecilia Payne: A mulher que descobriu do que as estrelas são feitas
• Conheça Henrietta Leavitt, a mulher que nos deu uma escala universal
• Katherine Johnson: pioneira em matemática da NASA
• Escondido à vista de todos: vasculhando os cadernos dos 'computadores humanos' de Harvard

Em uma noite clara e seca no Observatório Kitt Peak nas montanhas do sul do Arizona, Rubin observou de perto os espectros de estrelas na Galáxia de Andrômeda para determinar suas velocidades. As condições para a observação eram perfeitas, exceto pelo calor que se elevava do deserto de Sonora abaixo. Rubin alternou entre comer casquinhas de sorvete e revelar exposições feitas por seu colega, Kent Ford, no deck de observação. Foi a primeira noite bem-sucedida deles determinando a velocidade com que as estrelas da galáxia giram em torno de seu centro (o que os astrônomos chamam de curva de rotação). Era 1968 e os movimentos das galáxias ainda eram um mistério.

"As surpresas vieram muito rapidamente", Rubin lembrou anos depois em um relato escrito de sua vida. "No final da primeira noite, ficamos intrigados com a forma da curva de rotação."

A curva de rotação era plana, o que significa que as estrelas nas espirais externas da galáxia orbitavam na mesma velocidade que as estrelas próximas ao centro. Mais alarmante, as estrelas nas espirais externas estavam orbitando tão rápido que deveriam ter voado para longe. A massa das estrelas visíveis não era suficiente para manter a galáxia unida. Havia uma quantidade extraordinária de matéria faltando.

A Galáxia de Andrômeda se tornou a primeira de muitas galáxias com curvas de rotação inexplicáveis, que Rubin observou com Ford. As décadas de descobertas de Rubin revelaram que havia muito mais no universo do que aparentava. O cosmos estava repleto de matéria escura.

Revelando o escuro

O astrônomo suíço Fritz Zwicky propôs pela primeira vez a existência de matéria escura em 1933, após observar o movimento das galáxias no aglomerado de Coma. O aglomerado de galáxias que ele observou deveria ter se separado se não houvesse massa adicional mantendo-os juntos. Na falta de mais evidências, sua ideia foi rapidamente rejeitada pela comunidade científica. 

Graças em grande parte ao trabalho de Rubin, os cientistas agora acreditam que apenas cerca de 20% da matéria no universo é visível. Os outros 80% são matéria escura.

Mas o que é matéria escura?

"Não sabemos", disse Regina Caputo, astrofísica do Goddard Space Flight Center da NASA. "Sabemos o que não é. Não é feito de matéria 'normal' como prótons, nêutrons, elétrons ou neutrinos. Sabemos que é estável. Sabemos que não está carregada. Temos uma gama de massas que pode ser. Mas além disso, ainda não descobrimos."

Inspirado por Rubin, Caputo passou a maior parte de sua carreira tentando detectar matéria escura. Ela atualmente usa observações de raios gama do Telescópio Espacial Fermi de raios gama para encontrar sinais de matéria escura no coração das galáxias.

Os astrônomos estimam que a matéria visível no aglomerado de Pandora representa apenas 5% de sua massa. Eles acreditam que o resto é feito de matéria escura, uma descoberta que não teria sido possível sem Vera Rubin.  Crédito da imagem: NASA / Hubble

Os primeiros anos de Rubin

A afinidade de Rubin com a astronomia começou em uma idade jovem. Ela nasceu em 23 de julho de 1928, de dois pais judeus imigrantes que encorajaram os interesses científicos de Rubin desde o início. Seu pai a ajudou a construir um telescópio de papelão, que ela usou para fotografar o movimento das estrelas. Sua mãe persuadiu a bibliotecária a deixar Rubin retirar livros de ciências da seção de adultos da biblioteca local. Mas foi principalmente a curiosidade imorredoura de Rubin que a impulsionou.

"Por volta dos 12 anos, eu preferiria ficar acordada e vislumbrar as estrelas do que dormir", disse Rubin em uma entrevista a Alan Lightman em 1989. "Comecei a aprender. Comecei a ir à biblioteca e a ler. Mas era inicialmente apenas observar as estrelas do meu quarto que eu realmente fazia. Não havia nada tão interessante na minha vida como observar as estrelas todas as noites."

A vontade de aprender sempre ofuscou a solidão que sentia como mulher no campo da astronomia. De acordo com o Museu Americano de História Natural, Rubin foi a única estudante de astronomia em sua turma de graduação em 1948 no Vassar College, exclusivamente feminino, em Nova York. Quando ela tentou se inscrever em Princeton para a pós-graduação, eles a recusaram porque o programa de astronomia não aceitava alunas. Imperturbável, ela frequentou as universidades Cornell e Georgetown para cursos de pós-graduação.

Vera Rubin em seu escritório na Carnegie Institution of Washington em Washington, DC em 14 de janeiro de 2010. Crédito da imagem: Linda Davidson / The Washington Post via Getty Images

Em Georgetown, ela teve que equilibrar família e pesquisa. Com um filho para cuidar e outro a caminho, ela começou seus estudos de doutorado tendo aulas à noite. Seu marido, Robert Rubin, a levava para a universidade, esperando no carro enquanto ela estudava.

Anos mais tarde, ela se tornaria a primeira mulher com permissão para observar no famoso Observatório Palomar - o mesmo observatório que Fritz Zwicky usava para observar o Aglomerado Coma. Vendo que o único banheiro do observatório estava rotulado como 'HOMENS', ela desenhou uma mulher com saia e colou-a sobre a porta.

A pesquisa de Rubin durante o início de sua carreira não foi amplamente aceita por seus colegas. Sua tese de mestrado sobre os movimentos em grande escala das galáxias foi controversa. Sua tese de doutorado foi amplamente ignorada. 

Querendo evitar áreas de pesquisas mais competitivas ou contenciosas, Rubin começou a pesquisar a rotação de galáxias. Isso levou Rubin a um cargo permanente na Carnegie Institution em Washington DC, onde ela conheceu Kent Ford. 

O legado de Rubin

Rubin continuou sua pesquisa revelando a presença de matéria escura em várias galáxias durante o restante de sua carreira. A crescente quantidade de evidências de sua pesquisa tornaria o caso da matéria escura inegável.

Em reconhecimento às suas contribuições para a astronomia, ela foi eleita para a Academia Nacional de Ciências em 1981. Em 1993, o presidente Bill Clinton concedeu-lhe a Medalha Nacional de Ciência. Embora tenha sido ignorada pelo comitê do Nobel, ela foi e continua sendo uma inspiração para as mulheres na ciência.

"Eu realmente me identifiquei com suas lutas para conseguir uma posição permanente", disse Caputo. "Ela saltou de emprego em emprego por mais de uma década. No entanto, sua luta me inspirou a continuar pressionando, fazer o que amo e realmente acreditar que algo vai dar certo. E agora, sou uma cientista da NASA."

Rubin morreu no dia de Natal de 2016, aos 88 anos. Ela é homenageada no sistema solar. Vera Rubin Ridge na cratera Gale em Marte e o asteroide, 5726 Rubin, foram nomeados em sua homenagem. Seus quatro filhos herdaram sua curiosidade pelo universo, cada um deles com doutorado em ciências.

"Minha vida tem sido uma viagem interessante", escreveu Rubin em 2011. "Eu me tornei uma astrônoma porque não conseguia me imaginar vivendo na Terra e não tentando entender como o Universo funciona."

Recursos adicionais:

• Saiba mais sobre quatro novas pesquisas de matéria escura observadas em 2019.
• Veja evidências de matéria escura em fotos.
• Leia mais sobre seu legado no Carnegie Institute.

Junte-se aos nossos Canais Espaciais para continuar falando sobre o espaço nas últimas missões, céu noturno e muito mais! Siga-nos no facebook e no twitter. E se você tiver uma dica, correção ou comentário, informe-nos aqui ou pelo e-mail: gaiaciencia@gaiaciencia.com.br

Referência:

CHILDERS, Tim. Vera Rubin: The Astronomer Who Brought Dark Matter to Light. Space, 11, jun. 2019. Disponível em: <https://www.space.com/vera-rubin.html>. Acesso em: 13, jun. 2021.

Marcello Franciolle F T I P E
Founder - Gaia Ciência

Marcello é fundador da Gaia Ciência, que é um periódico científico que foi pensado para ser uma ferramenta para entender o universo e o mundo em que vivemos, com temas candentes e fascinantes sobre o Universo e Ciências da Terra para inspirar e encantar as pessoas. Ele é graduando em Administração pelo Centro Universitário N. Sra. do Patrocínio (CEUNSP) – frequentou a Universidade de Sorocaba (UNISO); graduação em Análise de Sistemas e onde participou do Encontro de Pesquisadores e Iniciação Científica (EPIC). Suas paixões são literatura, filosofia, poesia e claro ciência.