A maior estrutura já identificada pela humanidade pode ter sido desvendada

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. [Hypescience]