Astrônomos usam organismo unicelular para mapear a teia de filamentos cósmicos

Por Daniele Cavalcante | 10 de Março de 2020 às 20h00

Astrônomos estão usando um pequeno tipo de organismo unicelular conhecido como “blob” para mapear a teia cósmica, considerada a “espinha dorsal” em larga escala do universo. É que esses organismos constroem redes semelhantes a teias e comparáveis aos filamentos criados pela gravidade por todo o cosmos.

O organismo do qual estamos falando é o Physarum polycephalum, um protista que anteriormente era considerado um fungo. Ele cria complexas redes de filamentos em busca de alimentos, quase sempre encontrando os melhores caminhos para conectar diferentes locais no espaço.

De modo semelhante, a gravidade, que molda o universo deixando todas as coisas em seus devidos lugares, constrói uma vasta estrutura de filamentos em forma de teia de aranha, conectando galáxias e aglomerados de galáxias ao longo de tubos invisíveis de gás e matéria escura com centenas de milhões de anos-luz de comprimento.

Percebendo que há uma estranha semelhança entre as duas teias de filamentos, os cientistas decidiram usar aquela que podemos enxergar - feitas pelos blobs - para mapear e tentar entender as que são invisíveis - criadas pela força primordial da gravidade.

Um dos elementos chave para essa teia cósmica é a matéria escura. Embora não possa ser vista, ela compõe a maior parte do material do Universo. Os astrônomos tiveram dificuldade em encontrar esses fios porque o gás dentro deles é muito escuro para ser detectado. Por isso, uma equipe de pesquisadores recorreu ao blob para construir um mapa dos filamentos no universo local - ou seja, em um perímetro que vai até 100 milhões de anos-luz de distância da Terra - e encontrar o gás dentro deles.

Mapa da teia cósmica gerada a partir do algoritmo baseado no physarum polycephalum

Eles projetaram um algoritmo de computador inspirado no comportamento do blob e o testaram em contrapartida com uma simulação do crescimento de filamentos de matéria escura no universo. Os pesquisadores então aplicaram o primeiro algoritmo aos dados que contém as localizações de mais de 37.000 galáxias já mapeadas por astrônomos. Assim, o computador produziu um mapa tridimensional da estrutura da teia cósmica subjacente.

Então, eles analisaram a luz de 350 quasares distantes catalogados no Hubble Spectroscopic Legacy Archive. Os quasares servem como lanternas cósmicas, pois possuem uma luz intensa que viaja através do espaço e da teia cósmica. Nessa luz, estava a assinatura do gás hidrogênio invisível que a equipe analisou em pontos específicos ao longo dos filamentos.

Uma vez que esses pontos estão longe das galáxias, que são ricas em gás, a equipe pode vincular o gás à grande estrutura do universo. "É realmente fascinante que uma das formas mais simples de vida realmente permita uma percepção sobre as estruturas de maior escala do universo", disse o principal pesquisador do estudo, Joseph Burchett.

Ele explica que através da simulação com o blob para descobrir a localização dos filamentos cósmicos, foi possível “detectar e determinar a densidade do gás frio nos arredores desses filamentos invisíveis”. As assinaturas desse gás já é detectada por astrônomos há bastante tempo, mas agora a equipe conseguiu provar “a probabilidade teórica de que esse gás abrange a rede cósmica”.

Physarum polycephalum, ou "blob", que desenvolve uma rede de tubos interconectados à medida que explora o meio ambiente em busca de alimentos

Além disso, os pesquisadores tiveram algumas surpresas. Uma delas foi que o estudo revelou gás associado à teia cósmica a mais de 10 milhões de anos-luz de distância das galáxias. A outra foi que eles também descobriram que a assinatura ultravioleta do gás fica mais forte nas regiões mais densas dos filamentos, mas depois desaparece.

De acordo com Burchett, a equipe cogita que essa “surpresa” diz respeito às “violentas interações que as galáxias têm nos bolsos densos do meio intergaláctico, onde o gás fica quente demais para ser detectado".

Essa análise da teia cósmica abrange o universo local, mas é coerente com as observações da estrutura presente em uma região muito mais distante, a cerca de 12 bilhões de anos-luz da Terra, perto do início do universo. Nesse estudo, publicado no final do ano passado, os astrônomos analisaram a luz energética de um aglomerado de galáxias jovens iluminando os filamentos de gás hidrogênio que as conectam.

Fonte: ESA/Hubble

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