‘Arco gigante’ que se estende por 3,3 bilhões de anos-luz no cosmos não deveria existir

Por , em 23.06.2021
O Arco Gigante. 
Regiões em cinza mostram áreas que absorvem magnésio, o que revela a distribuição de galáxias e aglomerados de galáxias. Os pontos azuis mostram quasares de fundo. (Crédito: Alexia Lopez/UCLan)

Um crescente de galáxias recém-descoberto que abrange 3,3 bilhões de anos-luz-anos está entre as maiores estruturas conhecidas no universo e desafia algumas das suposições mais elementares da astronomia sobre o cosmos.

A estrutura épica, chamada de arco gigante, consiste em galáxias, aglomerados galácticos, e muito gás e poeira. Está localizada a 9,2 bilhões de anos-luz de distância e abrange cerca de 1/15 do universo observável.

Sua descoberta foi “fortuita”, Alexia Lopez, doutoranda em cosmologia na Universidade de Lancashire Central (UCLan), no Reino Unido, disse ao Live Science. Lopez estava criando mapas de objetos celestiaus noturno usando a luz de cerca de 120 mil quasares que são núcleos brilhantes distantes de galáxias onde buracos negros supermassivos estão consumindo material e expelindo energia.

À medida que essa luz passa pela matéria entre nós e os quasares, ela é absorvida por diferentes elementos, deixando traços reveladores que podem dar aos pesquisadores informações importantes. Especificamente, Lopez usou marcas deixadas por magnésio para determinar a distância do gás e poeira que ficam no meio, bem como a posição do material no céu noturno.

Desta forma, os quasares agem “como holofotes em uma sala escura, iluminando essa matéria no meio”, disse Lopez.

No meio dos mapas cósmicos, uma estrutura começou a surgir. “Foi o indício de um grande arco”, disse Lopez. “Lembro-me de ir ao Roger [Clowes] e dizer ‘Oh, olha isso’.”

Clowes, seu orientador de doutorado na UCLan, sugeriu uma análise mais aprofundada para garantir que não fosse algum alinhamento casual ou uma anomalia dos dados. Depois de fazer dois testes estatísticos diferentes, os pesquisadores determinaram que havia menos de 0,0003% de probabilidade de o Arco Gigante não ser real. Eles apresentaram seus resultados em 7 de junho na 238ª reunião virtual da Sociedade Astronômica Americana.

Uma representação da estrutura do Arco Gigante mostrada em cinza, com quasares sobrepostos, em azul. Uma associação provisória pode ser vista entre esses dois conjuntos de dados. (Crédito: Alexia Lopez/UCLan)

Mas a descoberta, que ganhou lugar proeminente na lista das maiores coisas existentes no cosmos, mina uma expectativa fundamental sobre o universo. Os astrônomos há muito aderiram ao que é conhecido como princípio cosmológico, que afirma que, nas maiores escalas, a matéria é mais ou menos distribuída uniformemente pelo espaço.

O Arco Gigante é maior do que outros conjuntos enormes, como a Grande Muralha de Sloan e a Muralha do Polo Sul.

“Houve várias estruturas em larga escala descobertas ao longo dos anos”, disse Clowes. “Elas são tão grandes, você se pergunta se elas são compatíveis com o princípio cosmológico.”

O fato de que tais entidades colossais se unirem em cantos específicos do espaço indica que talvez a matéria não seja distribuída uniformemente ao redor do universo.

Mas o modelo padrão atual do universo é baseado no princípio cosmológico, acrescentou Lopez. “Se estamos descobrindo que não é real, talvez precisemos olhar para um conjunto diferente de teorias ou regras.”

Lopez não sabe como seriam essas teorias, embora ela tenha mencionado a ideia de modificar como a gravidade funciona nas maiores escalas, uma possibilidade que tem ganhado popularidade entre os cientistas nos últimos anos.

Daniel Pomarède, um cosmografista da Universidade Paris-Saclay, na França, que co-descobriu a Muralha do Polo Sul, concordou que o princípio cosmológico deveria ditar um limite teórico para o tamanho das entidades cósmicas.

Algumas pesquisas sugerem que as estruturas devem atingir um certo tamanho e depois não ter mais capacidade de crescer, disse Pomarède. “Em vez disso, continuamos encontrando essas estruturas maiores e maiores.”

No entanto, ele não está pronto para jogar no lixo o princípio cosmológico, que tem sido usado em modelos do universo há cerca de um século. “Seria muito ousado dizer que será substituído por outra coisa”, disse ele. [Live Science]

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