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| Os contornos cinza representam os absorvedores de Mg II, que indicam a distribuição de galáxias e aglomerados de galáxias. Os pontos azuis representam o quasares de fundo (ou “holofotes”). O arco gigante está centrado nesta figura entre -600 e +400 Mpc no eixo x. Créditos: Alexia Lopez/UCLan |
Publicado na Scientific American Brasil
O anúncio da recente descoberta de um “arco gigante” e quase simétrico de galáxias é algo difícil de explicar de acordo com os atuais modelos do Universo. Se confirmada, a descoberta representaria um desafio a várias das principais ideias adotadas hoje no campo da cosmologia.
Abrangendo 3,3 bilhões de anos-luz a mais de 9,2 bilhões de anos-luz de distância, o arco gigante tem aproximadamente 1/15 do raio do Universo observável. Seu tamanho é o dobro do tamanho da impressionante Grande Muralha Sloan, anel gigante de explosões de raios Gama que é a terceira maior estrutura conhecida no Universo.
Se for real, o arco gigante se juntaria a um grupo crescente de estruturas de grande escala no universo que, juntas, põem em xeque o modelo padrão teórico que guia a cosmologia. Este modelo assume que quando se examina grandes volumes de espaço – acima de cerca de 1 bilhão de anos-luz – a matéria é distribuída uniformemente.
O Arco Gigante supera três vezes esse limite teórico. Ele se junta a outras estruturas com nomes superlativos semelhantes. Como já citada Grande Muralha de Sloan, o Giant Gamma-Ray Burst Ring e o Huge Large Quasar Group. Seriam essas enormes estruturas apenas rara exceções ao modelo padrão, ou elas são indicativo de algo mais?
Descobrindo o arco gigante
A descoberta do arco gigante foi feita por uma esquipe composta pela doutoranda Alexia Lopez e seu orientador Roger Clowes, ambos da University of Central Lancashire (UCLan), em colaboração de Gerard Williger, da Universidade de Louisville. Eles estudaram sistemas que absorvem o magnésio (Mg II) na luz dos 40 mil quasares que já haviam sido catalogados pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS).
Os quasares são núcleos galácticos que emitem grandes quantidades de energia, porém pequenos demais para serem considerados galáxias. Já os sistemas capazes de absorver o Mg II normalmente surgem no gás que existe ao redor das galáxias ou grupos de galáxias.
Os cientistas observaram esses sistemas de absorção de magnésio (Mg II) a partir da luz de fundo emitida pelos quasares. “Um quasar atua como um holofote que atravessa outras galáxias, com a luz eventualmente chegando até nós aqui na Terra”, explicou Alexia Lopez.
Com a ajuda de telescópios, é possível medir os espectros desses quasares, revelando a trajetória de sua luz e onde ela interagiu com os gases. A luz dos quasares, ao atravessar o gás dos halos de galáxias que estão a 9,2 bilhões de anos-luz da Terra, afetou os átomos de magnésio que o gás possui, retirando deles um elétron. Esta perda do elétron do Mg II gera uma espécie de “impressão digital”, um par distinto de linhas de absorção no espectro, que é fácil de ser identificada. Isso contribuiu para o mapeamento de toda a matéria de baixa luminosidade, que normalmente não seria vista.
“Em uma escala tão grande, seria de esperar encontrarmos um resultado harmonioso para a distribuição da matéria pelo Universo com base no Princípio Cosmológico, segundo o qual o Universo é isotrópico e homogêneo. Isso significa que o céu noturno, quando visto em uma escala suficientemente grande, deve ter a mesma aparência, independentemente da localização dos observadores. A questão chave é: o que é ‘suficientemente grande’?“, disse Lopez. “O arco gigante que encontramos levanta mais perguntas do que respostas, pois expande essa noção de ‘suficientemente grande’. Além disso, também notamos que ele parece ser uma estrutura simétrica, mas isso foi visto de nossa localização particular e seu grau de simetria ainda precisa ser quantificado.”
