Sondando a expansão do universo

Inside Science News Service

Link para o original: Astrophysics Probe Expansion Of The Universe

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Galáxias distorcidas por lentes gravitacionais aparecem nesta imagem do Telescópio Espacial Hubble. Crédito da Imagem: NASA/ESA

Imagens de galáxias distorcidas são um novo recurso para o estudo da matéria escura e da energia escura.

25 de abril de 2015.
Autor: Ramin Skibba, Contribuidor do ISNS.

(Inside Science) – O universo é cheio de galáxias, mas a gravidade distorce as imagens que obtemos delas. Os astrofísicos da Dark Energy Survey criaram catálogos gigantescos dos formatos distorcidos de 24 milhões de galáxias distantes, tornando possível uma sondagem da estrutura subjacente do universo em rápida expansão.

Os cientistas da Dark Energy Survey investigaram a “rede cósmica” de galáxias no mínimo tão grandes quanto a Via Láctea — assim como os aglomerados ocultos de matéria escura. Suas descobertas foram apresentadas no encontro de 17 de abril da American Physical Society em Salt Lake City.

A matéria escura não pode ser vista diretamente, entretanto, tal como um animal pode inferir a existência de um predador ao ver sua sombra, os astrofísicos inferem a distribuição da matéria escura pela detecção de seus efeitos gravitacionais. Segundo a Teoria da Relatividade de Einstein, um objeto massivo pode distorcer a tessitura do espaço-tempo, desviando a trajetória dos raios de luz que emanam de galáxias no fundo, apliando e distorcendo as imagens.

Existe entre cinco e seis vezes mais matéria escura do que matéria comum que inclui galáxias, estrelas, nebulosas e planetas. Porém, uma rede de aglomerados de matéria escura preenche o universo, o que faz com que, se olharmos para longe o bastante, poderemos observar suas “lentes cósmicas” em qualquer direção. O efeito dessas lentes é extremamente pequeno, mas colete-se um número suficiente de imagens e os cientistas serão capazes de realizar estudos estatísticos sobre elas. Os astronomos da DES acabam de fazer exatamente isto. Eles bisbilhotaram milhões de gigabytes de dados e produziram um mapa preliminar da localização de 24 milhões de galáxias, indicando as regiões mais densamente povoadas com galáxias, cada uma delas com centenas de bilhões de estrelas.

“Eu nem consigo descrever como esse mapa é fabuloso”, declarou Michael Troxel, astrofísico da Universidade de Manchester, no Reino Unido, e membro da colaboração.

Troxel e seus colegas agora estão usando este mapa detalhado das galáxias distorcidas para reconstruir a armação da matéria escura do universo. Durante este processo, eles panejam fazer i maior mapa da distribuição da matéria escura já feito. Sua meta é completar o projeto até o final de 2016.

Seu levantamento de cinco anos, começado em 2013, usa a câmera de 570 megapixels montada no Telescópio Blanco de 4 metros nas montanhas do Norte do Chile. A colaboração inclui mais de 400 cientistas de sete apíses. Ao final, eles terão mapeado um oitavo do céu  noturno.

Além do estudo da distribuição de galáxias, Troxel e seus colegas também compararam seus mapas com as medições da radiação deixada pelo Big Bang, chamada de Fundo Cósmico de Micro-ondas que é medido pelo Telescópio do Polo Sul e pelo satélite Planck. Isto permite aos cientistas examinarem as conexões entre o universo primevo e as galáxias que vemos hoje.

Em particular, eles buscam medir a taxa de expansão do universo da maneira mais precisa possível. Não desmentindo seu nome, a Dark Energy Survey está sendo usada para determinar como a misteriosa “energia escura” está acelerando esta expansão. Segundo Troxel, até agora suas descobertas estão consistentes com aquelas obtidas por outros astrofísicos que usam o satélite Planck.

Mas eles ainda estão preocupados com incertezas que podem dar um viés a suas conclusões. “Nós não temos controle sobre o tempo ou a atmosfera”, argumentou o astrofísico da New York University Boris Leistedt, outro membro da colaboração. Segundo ele, é um ponto crítico controlar esses efeitos e se assegurar que os dados não sejam afetados pelos mesmos.

Seu colega, Ravi Gupta do Argonne National Laboratory, concorda. Segundo ele, “esta nova era de cosmologia de precisão apresenta novos desafios”.

Gupta não estuda galáxias, mas supenovas, as explosões de estelas moribundas, as quais as sensíveis câmeras da DES também capturam. Uma vez que tenham compreendido o quão luminosas essas explosões deveriam ser, cada vez que virem uma supernova nascer, eles poderão estimar o quão distante ela está e isto dá uma nova ferramenta para medir a expansão do universo. Gupta e sua equipe observaram recentemente dúzias de supernovas “superluminosas”, até 100 vezes mais brilhantes do que a variedade mais comum. Elas podem ser vistas a dezenas de milhões de anos luz de distância e ele espera poder usá-las para examinar a expansão do universo em seu passado mais profundo.

“O desafio corrente é o de calibrar as medições realizadas e reduzir as incertezas sistêmicas”, diz Shirley Ho, uma astrofísica da Carnegie Mellon University, não participante da colaboração. Ela ansia pela publicação dos dados e dos mapas do primeiro ano da DES , “que serão algo entusiasmante para se trabalhar com”, segundo ela. E acrescenta: “Os cientistas da Dark Energy Survey são os primeiros a po0r limites na cosmologia pela correlação entre os dados das lentes gravitacionais e o fundo cósmico de micro-ondas. Isto é muito legal”.


Ramin Skibba é um escritor de ciências que trabalha em Santa Cruz e San Diego, California. Seu twitter é @raminskibba.

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