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Fóssil do Big Bang é encontrado perto da Via Láctea

Por| Editado por Patricia Gnipper | 13 de Setembro de 2023 às 09h36

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Frédéric Durillon/Animea Studio/Daniel Pomarède/IRFU
Frédéric Durillon/Animea Studio/Daniel Pomarède/IRFU

Um vestígio ondulatório da época em que o universo era opaco foi detectado em um superaglomerado de galáxias, bem ao lado daquele em que a Via Láctea está localizada. A descoberta vai ajudar a saber mais como o era o nosso cosmos na época em que a luz não podia viajar livremente.

Ao lado do nosso superaglomerado de galáxias, chamado Laniakea, existe uma espécie de bolha com cerca de 1 bilhão de anos-luz de diâmetro. Trata-se de uma Oscilação Acústica Bariônica (BAO), um tipo de impressão deixada na matéria do universo por uma oscilação acústica que ocorreu logo após o Big Bang.

Essa BAO recebeu o nome de Hoʻoleilana, termo que faz referência a um canto havaiano sobre a criação. A equipe do novo estudo diz que esta pode ser a primeira vez que uma estrutura individual associada a um BAO foi identificada. "É tão grande que atinge as bordas do setor do céu que estávamos analisando”, disse Brent Tully, líder da pesquisa.

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No vídeo abaixo, observamos o formato tridimensional da estrutura, exatamente como prevê a teoria.

Oscilações acústicas bariônicas

Quando o universo tinha menos de 370 mil anos e temperatura em torno de 3000 K, os fótons e a matéria estavam fortemente acoplados no plasma. Os astrofísicos dizem que o universo era opaco naquela época, porque os fótons não podiam viajar para longe sem serem absorvidos pelos átomos de elementos como o deutério.

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Após 370 mil anos desde o Big Bang, o universo se tornou frio o suficiente para formar átomos neutros (como o hidrogênio), e os fótons começaram a viajar livres, tornando o universo transparente pela primeira vez. Em outras palavras, radiação e matéria foram desacoplados.

Nesse processo, as interações dos fótons com os novos átomos viajaram na forma de radiação cósmica de fundo em microondas, uma das principais evidências do modelo do Big Bang quente. Mas esse não foi o único registro fóssil do universo primitivo: também havia ondas sonoras viajando pelo plasma.

Geralmente, dizemos que o som não se propaga no espaço, e é por um motivo bem óbvio: as ondas sonoras não podem se espalhar onde não há matéria, como os gases atmosféricos de nosso planeta. Mas quando o universo era uma “sopa” de plasma opaco, as oscilações que formam as ondas acústicas podiam se espalhar tranquilamente.

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Por outro lado, quando o universo se tornou transparente, essas oscilações deixaram de existir, enquanto a radiação começava a se espalhar por toda a parte. Ainda assim, as ondas acústicas ficaram impressas por todo lugar do cosmos onde a matéria se aglomerou para formar galáxias e aglomerados de galáxias.

Essas impressões são as BAOs e, segundo a teoria, devem ter o formado de bolha. Seus tamanhos devem ser sempre aproximadamente os mesmos, restritos à velocidade e o alcance que as ondas acústicas podem atingir em um plasma.

Tully e sua equipe contaram que eles não estavam procurando por BAOs, mas foi uma grande sorte encontrá-la. Ela pode revelar detalhes importantes sobre o universo primitivo e, uma vez que a distância entre a bolha e a Via Láctea parece menor do que o previsto, a descoberta pode ser reveladora para a taxa de expansão do universo.

O artigo foi publicado no The Astrophysical Journal.

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Fonte: Universidade do HawaiiThe Astrophysical Journal