Mistério cósmico resolvido: maior estrutura conhecida no universo é estudada

Em 2004, astrônomos examinaram um mapa da radiação cósmica de fundo (CMB, na sigla em inglês), uma “sobra” da radiação do Big Bang, e descobriram o que foi chamado de “Ponto Frio”.

A teoria do Big Bang prevê pontos mais quentes e mais frios de vários tamanhos no universo jovem, mas um local tão grande e tão frio era totalmente inesperado. O que seria isso?

Agora, uma equipe de astrônomos liderados pelo Dr. Istvan Szapudi do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí em Manoa pode ter encontrado uma explicação para a existência do Ponto Frio, conhecida como a maior estrutura individual já identificada pela humanidade.

O supervazio

Se o Ponto Frio se originou a partir do próprio Big Bang, poderia ser um sinal de física exótica que a cosmologia padrão não explica.

Mas há uma alternativa: ele poderia ser causado por uma estrutura que se coloca entre nós e o CMB, algo extremamente raro na distribuição da massa do universo.

Ao analisar essa parte do céu em busca de tal estrutura, a equipe de Szapudi descobriu um enorme “supervazio”, uma vasta região de 1,8 bilhões de anos-luz de diâmetro em que a densidade de galáxias é muito menor do que o habitual no universo.

Este vazio foi encontrado através da combinação de observações feitas pelo telescópio Pan-STARRS1 do Havaí em comprimentos de onda ópticos, com observações feitas pelo satélite WISE da NASA em comprimentos de onda infravermelhos para estimar a distância e posição de cada galáxia nessa região.

O supervazio está a “apenas” cerca de 3 bilhões de anos-luz de distância de nós, uma distância relativamente curta considerando a escala cósmica.

Explicação mais provável

Imagine que há um enorme vazio com muito pouca matéria entre você (o observador) e a CMB. Agora pense nesse vazio como uma colina. Conforme a luz entra no vazio, deve subir essa colina.

Se o universo não fosse submetido à aceleração da expansão, o vazio não iria evoluir de forma significativa, e a luz desceria o morro e recuperaria a energia perdida à medida que sai do vazio. Mas, com a expansão acelerada, a colina é esticada conforme a luz viaja sobre ela. No momento em que a luz desce o morro, esse morro já ficou mais plano do que quando ela entrou, de forma que ela não pode recuperar toda a energia que perdeu.

Sendo assim, a luz sai do vazio com menos energia e, por conseguinte, a um comprimento de onda mais longo, o que corresponde a uma temperatura mais fria.

Atravessar um supervazio pode levar milhões de anos, mesmo a velocidade da luz, de modo que este efeito mensurável, conhecido como efeito Sachs-Wolfe, pode fornecer a primeira explicação para uma das anomalias mais significativas encontradas até hoje na CMB.

Conclusão

Enquanto a existência do supervazio e seu efeito esperado sobre a CMB não explicam completamente o Ponto Frio, é muito improvável que as duas coisas sejam uma coincidência.

A equipe continuará seu trabalho usando mais dados de satélites para estudar o Ponto Frio e o supervazio, bem como um outro grande vazio localizado perto da constelação de Draco. [Phys]

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