Modelos terrestres de mofo têm ajudado os astrônomos a mapear a teia cósmica que conecta galáxias em todo o universo.
Molde de lodo ou Physarum polycephalum, é um organismo unicelular que constrói redes filamentosas complexas em busca de alimentos. Usando modelos de computador inspirados nos padrões de crescimento de mofo, pesquisadores da Universidade da Califórnia em Santa Cruz traçaram a rede de filamentos interconectados, semelhantes à rede, que prolongam anos-luz entre galáxias.
"Um molde de gosma cria uma rede de transporte otimizada, encontrando os caminhos mais eficientes para conectar fontes de alimentos", afirmou Joe Burchett, principal autor do estudo da UC Santa Cruz. "Na web cósmica, o crescimento da estrutura produz redes que também são, em certo sentido, ótimas. Os processos subjacentes são diferentes, mas produzem estruturas matemáticas que são análogas".
Para criar os novos modelos, a equipe usou dados do Sloan Digital Sky Survey e do trabalho do artista de Berlim Sage Jenson, cujas visualizações artísticas são baseadas em um algoritmo para simular o crescimento de mofo. Os pesquisadores nomearam o novo algoritmo de Monte Carlo Physarum Machine, de acordo com o comunicado.
A matéria do universo é distribuída em uma rede de filamentos intergalácticos, tipo rede, separados por grandes vazios. As galáxias se formam onde esses filamentos se cruzam e a matéria é mais concentrada. No entanto, esses filamentos, que se estendem entre galáxias, são praticamente invisíveis porque são compostos de matéria escura - um material que não emite luz ou energia, mas responde por aproximadamente 85% da massa do universo.
Os pesquisadores testaram o novo algoritmo contra dados da simulação cosmológica de Bolshoi-Planck. Essa simulação, desenvolvida por Joel Primack, professor de física da UC Santa Cruz, é usada para modelar "halos" de matéria escura - na qual as galáxias se formam - e os filamentos que conectam galáxias em todo o universo. Os resultados revelaram que o resultado do novo algoritmo do molde de lodo estreitamente alinhado com a simulação da matéria escura, de acordo com o comunicado.
"Começando com 450.000 halos de matéria escura, podemos ajustar quase perfeitamente os campos de densidade na simulação cosmológica", afirmou Oskar Elek, co-autor do estudo e pesquisador de pós-doutorado em mídia computacional da UC Santa Cruz.
Os pesquisadores também usaram dados do Cosmic Origins Spectrograph do Telescópio Espacial Hubble, que é usado para estudar objetos que absorvem ou emitem luz. O gás intergalático deixa uma assinatura de absorção distinta no espectro de luz que passa por ele, de acordo com a declaração.
Assim, os dados do Hubble revelaram assinaturas de gás no espaço entre galáxias. As assinaturas de gás foram mais fortes no meio dos filamentos, onde densas acumulações de matéria formam novas galáxias, segundo o comunicado.
"Pela primeira vez agora, podemos quantificar a densidade do meio intergaláctico, desde a periferia remota dos filamentos cósmicos da web até o interior quente e denso dos aglomerados de galáxias", disse Burchett no comunicado. "Esses resultados não apenas confirmam a estrutura da teia cósmica prevista pelos modelos cosmológicos, mas também nos permitem melhorar nossa compreensão da evolução das galáxias, conectando-a aos reservatórios de gás dos quais as galáxias se formam".
Portanto, o novo algoritmo baseado em mofo de lodo permite que os astrônomos visualizem a teia cósmica em uma escala maior. Suas descobertas foram publicadas em 10 de março no Astrophysical Journal Letters.
- Neutrinos enredados na teia cósmica podem mudar a estrutura do universo
- Nosso universo em expansão: idade, história e outros fatos
- Espaço diminui: pequeno satélite crescerá mofo em órbita
