Crédito de imagem: Hubble
Evidências recentes parecem indicar que a expansão do Universo está realmente acelerando - algum tipo de "energia escura" está separando-o. Os astrônomos que usam dados coletados pelo Observatório de Raios-X Chandra determinaram que há matéria insuficiente (matéria regular e matéria escura) em vários aglomerados galácticos para explicar sua forma e posição, então outra coisa deve estar causando efeito.
O universo parece ser permeado por uma força invisível? energia escura ? isso está separando cada vez mais rápido. Conduzindo pesquisas de desvio para o vermelho dos aglomerados de galáxias, os astrônomos esperam aprender mais sobre essa força misteriosa e sobre a estrutura e geometria do universo.
"Os aglomerados de galáxias consistem em milhares de galáxias gravitacionalmente ligadas a grandes estruturas", disse Joseph Mohr, professor de astronomia da Universidade de Illinois. "Por causa da expansão do universo, os aglomerados parecem mais densos em redshifts maiores, quando o universo era mais jovem e mais denso."
Pesquisas de aglomerados de galáxias que investigam o universo de alto desvio para o vermelho podem potencialmente fornecer uma riqueza de informações sobre a quantidade e a natureza da matéria escura e da energia escura, disse Mohr, que apresentará os resultados de um estudo em andamento de aglomerados de galáxias em uma reunião do American Physical Society, a ser realizada em Albuquerque, NM, de 20 a 23 de abril.
"Até agora, aglomerados de galáxias foram usados apenas para estudar o componente de matéria escura do universo", disse Mohr. "Mediríamos a massa total em um aglomerado de galáxias e depois determinaríamos a fração de massa que era matéria comum e bariônica".
Essas medidas mostraram que a matéria bariônica e escura é insuficiente para explicar a geometria do universo. Os astrônomos agora acreditam que o universo está se expandindo a uma velocidade cada vez maior e é dominado por uma misteriosa energia escura que deve estar pressionando.
"O próximo passo é tentar descobrir algumas das especificidades da energia escura, como sua equação de estado", disse Mohr. "Ao mapear a distribuição de desvio para o vermelho dos aglomerados de galáxias, poderemos medir a equação do estado da energia escura, o que forneceria algumas pistas importantes sobre o que é e como foi."
Mohr está usando dados coletados pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA para estudar relações de escala? como a relação entre massa e luminosidade ou tamanho? de aglomerados de galáxias e como eles mudam com o desvio para o vermelho. "Espera-se que essas relações de escala evoluam com o desvio para o vermelho, refletindo a crescente densidade do universo em épocas anteriores", disse Mohr.
Em particular, Mohr? em colaboração com John Carlstrom da Universidade de Chicago e cientistas da Universidade da Califórnia e Harvard Smithsonian Center for Astrophysics? está estudando o efeito que os elétrons quentes nos aglomerados de galáxias têm sobre o fundo cósmico de microondas, o resplendor do big bang.
Os aglomerados de galáxias são preenchidos com matéria escura, galáxias e gás quente. Os elétrons no gás se espalham pelos prótons e produzem raios-X. A emissão de raios X diminui com maior desvio para o vermelho, devido às maiores distâncias envolvidas.
"Também há uma tendência para os elétrons dedicarem parte de sua energia aos fótons do fundo cósmico de microondas, o que faz com que o espectro do corpo negro se desloque levemente", disse Mohr. “A distorção resultante? chamado efeito Sunyaev-Zeldovich? aparece como um ponto frio no fundo cósmico do microondas em determinadas frequências. Como se trata de uma distorção no espectro, no entanto, não diminui com a distância, como os raios X. "
Ao comparar a emissão de raios-X e o efeito Sunyaev-Zeldovich, Mohr pode estudar até aglomerados de galáxias fracas e com alto desvio para o vermelho que atualmente são inacessíveis por outros meios. Tais medidas, correlacionando a distribuição do desvio para o vermelho do galáxia, a estrutura e a distribuição espacial, devem determinar a equação do estado da energia escura e, portanto, ajudar a definir a essência da energia escura.
"Dentro do contexto de nosso cenário de formação de estrutura padrão, as pesquisas de galáxias fornecem medidas da geometria do universo e da natureza da matéria escura e da energia escura", disse Mohr. "Mas, para interpretar adequadamente essas pesquisas, precisamos primeiro entender como a estrutura dos aglomerados de galáxias está mudando à medida que olhamos para trás no tempo."
Fonte original: Comunicado de imprensa da UIUC
