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Astrônomos encontram os átomos que estavam escondidos no Universo!



De acordo com o atual consenso científico baseado nas observações astronômicas até o momento, especialmente relacionadas às microondas cósmicas de fundo, nosso Universo é  aproximadamente 71,4% energia escura, 24% de matéria escura e apenas 4,6% de matéria normal/bariônica (a matéria que compõem as estrelas, planetas, cometas, etc.) (1).

No entanto, estrelas e galáxias respondem por apenas 10% da matéria ordinária estimada, e os pesquisadores até pouco tempo atrás não conseguiam encontrar acima da metade dos átomos que deveriam existir. Esse número caiu, recentemente, mas ainda ficaram muitos átomos sumidos. E para solucionar esse mistério, um novo estudo publicado por pesquisadores da Universidade de Ednburgh, encontrou uma forma de fechar a conta!

Bem, seguindo o modelo cosmológico padrão, as galáxias e estrelas estão imersas em uma rede de matéria e energia escuras. Nesse sentido, surgiu uma hipótese defendendo que os "átomos perdidos" estavam presentes difusos em redes de gases altamente ionizadas e presos entre galáxias. Apesar dos gases ali estarem em temperaturas altíssimas (WHIM, matéria intergalática aquecida - traduzindo da sigla em inglês) - entre 105K e 107K - e emitindo radiação predominantemente na faixa do raio-X, a finura da camada que os comporta é pequena demais para permitir uma boa observação. Mesmo assim, usando observatórios capazes de enxergar na faixa do ultravioleta, como o Telescópio Espacial Hubble, astrônomos já conseguiram detectar cerca de 50% a 70% da matéria normal escondida associada aos WHIM.

Agora, segundo o novo estudo, publicado recentemente no arXiv, a análise direta do WHIM não é necessária para buscar os átomos/matéria bariônica escondida. Com o uso da própria radiação de fundo, os pesquisadores conseguiram encontrar os átomos perdidos, baseando-se no efeito Sunyaev-Zel´dovich (SZ).

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Resumindo, quando os fótons da radiação de fundo viajam pelo Espaço, a expansão do Universo faz com que eles tenham seus comprimentos de onda aumentados (2), ou seja, se tornam menos energéticos. Porém, quando esses fótons acertam os elétrons presentes na matéria bariônica dentro do energético WHIM, eles acabam ganhando um pouco mais de energia e têm seus comprimentos de onda diminuídos. Com isso, analisando essas interações, os pesquisadores podem estimar a quantidade de matéria no WHIM.

O efeito SZ é extremamente fraco, diminuindo o comprimento de onda dos fótons em apenas cerca de uma parte em 10 milhões. Para conseguir detectá-lo, os pesquisadores utilizaram 1 milhão de pares de galáxias encontradas no Sloan Digital Sky Survey, todas separadas por uma distância similar, e mesclaram suas imagens. Assim, eles foram capazes de distinguir o efeito SZ, permitindo uma estimativa para a quantidade de matéria bariônica na rede cósmica do WHIM.

Os resultados sugerem que a rede de WHIM é cerca de 6 vezes mais densa do que a média do Universo, e suficiente para fechar os 30% da matéria normal faltante. Além disso, um estudo independente publicado anteriormente, no dia 15 de Setembro, também no arXiv, e utilizando o efeito SZ a partir de 260 mil pares de galáxias, chegou a conclusões similares.

Apesar das fortes evidências de sucesso da nova técnica de análise, alguns especialistas ainda colocam dúvidas sobre os modelos de WHIM utilizados. Segundo eles, essas redes cósmicas são muito mais complexas do que suposto pelos autores dos novos estudos.

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De qualquer forma, são resultados convincentes e de qualidade. Contudo, provavelmente será preciso observações de telescópios de raios-X mais avançados futuramente para identificar, de uma vez por todas e sem dúvidas, a matéria bariônica escondida, com o efeito SZ servindo apenas como ferramenta extra para confirmar tais observações.

Publicação do estudo principal: arXiv

Publicação do estudo independente: arXiv

Artigo extra de referência: Science

Artigo complementar:  O que é a Expansão do Universo?

(1) Para saber mais sobre a Matéria e Energia Escuras, acesse o artigo: O que são a Matéria e a Energia Escuras do Universo?

(2) Para entender melhor, acesse o artigo: O que é o Desvio para o Vermelho na Astronomia?

Astrônomos encontram os átomos que estavam escondidos no Universo! Astrônomos encontram os átomos que estavam escondidos no Universo! Reviewed by Saber Atualizado on outubro 14, 2017 Rating: 5

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