A sombra de um supervazio

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Localização da Mancha Fria no mapa da CMB. Crédito: WMAP Science Team/NASA.

Artigo traduzido de Sky and Telescope. Autor: Maria Temming.

Cientistas podem ter descoberto a fonte da misteriosa Mancha Fria na radiação cósmica de fundo: um enorme supervazio.

A Mancha Fria é uma raridade intrigante na radiação cósmica de fundo (CMB), que é a sobra do Big Bang. Os cosmólogos propuseram uma série de explicações para essa região misteriosamente grande e fria do espaço, que vão de uma física totalmente nova até universos paralelos. Um novo estudo anuncia a detecção de um supervazio, um buraco gigantesco na teia de galáxias do universo, o que pode explicar a anomalia.

Durante sua estadia de nove anos mapeando as pequenas flutuações de temperatura na CMB, o Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) revelou várias anomalias interessantes. A mais significativa delas é a Mancha Fria, uma grande região que abrange 10 graus em Eridanus que é cerca de quatro vezes mais fria do que a variação média da temperatura no CMB. É improvável, embora não impossível, que o Ponto Frio poderia ter se originado a partir das flutuações de densidade primordiais que criaram o resto do teste padrão manchado da CMB.

Devido a sua própria existência representar um desafio para o modelo atual de inflação, os cosmólogos têm procurado explicações alternativas. Agora István Szapudi (Universidade do Havaí) e seus colegas analisaram galáxias no catálogo WISE-2MASS para descobrir um vasto supervazio que poderia ser responsável pelo Ponto Frio.

A estrutura em larga escala do universo se assemelha a uma teia, onde regiões relativamente vazias separam os aglomerados de galáxias. Quando a luz vem por essas montanhas e vales gravitacionais, a expansão do espaço faz com que os fótons ganhem e percam energia de forma desigual, processo chamado de efeito Sachs-Wolfe integrado. Então, um vazio extremamente grande poderia deixar uma impressão digital na CMB muito mais fria do que seus arredores.

Simulação da teia cósmica.
Simulação da teia cósmica.

Os cosmólogos tinham sugerido que um supervazio abrangendo centenas de milhões de anos-luz poderia causar a Mancha Fria, mas pesquisas anteriores tinham vindo de mãos vazias – em parte porque pesquisaram o distante universo primordial.

A equipe de Szapudi combinou dados do catálogo WISE-2MASS e do Pan-STARRS1, um telescópio robótico que fotografa o céu completo uma vez por semana, para o levantamento de galáxias próximas. Eles mapearam galáxias relativamente próximas no espaço em torno da Mancha Fria e encontraram uma diminuição na densidade perto do centro da Mancha Fria por galáxias existentes 11,1 bilhões anos após o Big Bang.

O supervazio parece ser aproximadamente esférico, embora a sua estrutura interna possa ser mais complexa, contendo vazios e filamentos menores. A equipe de Szapudi estima que o supervazio, possivelmente o maior já descoberto, se estende por cerca de 900 milhões de anos-luz. De acordo com Mark Neyrinck (Johns Hopkins University), esta é “a mais clara evidência de que ainda há um supervazio que afeta substancialmente a radiação cósmica de fundo”.

Mas ainda há algumas questões que permanecem sem resposta. Uma delas é a força do impacto de um supervazio na CMB: o cálculo inicial da equipe de Szapudi para o supervazio não levou em consideração a queda de temperatura do CMB na Mancha Fria.

Outra questão urgente é a predominância dos supervazios. Se uma pesquisa maior do céu revelar que eles são bastante comuns, em seguida, os cosmólogos devem procurar uma explicação diferente para os padrões anômalos da Mancha Fria. “Com uma amostra maior, seria mais claro que este supervazio é a única coisa no céu capaz de fazer uma grande marca como a Mancha Fria”, explica Neyrinck. “Isso tornaria a questão basicamente indiscutível”.

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Rafael Ribeiro

Fascinante, cada mancha no Universo uma cadeia de descobertas e outra dúvidas :D