Explosão rápida de rádio revela tesouro cósmico escondido por décadas

DNVN - Durante décadas, cientistas se debateram com a seguinte questão: onde a maior parte da matéria visível no universo "desapareceu"? Agora, graças a misteriosos sinais de rádio vindos do espaço profundo, os astrônomos têm a resposta.

Matéria Perdida: O Grande Enigma do Universo

Nosso universo é composto por dois tipos principais de matéria: matéria escura e matéria comum. A matéria escura compõe a maioria, mas é invisível e só pode ser detectada por meio de sua influência gravitacional. Em contraste, a matéria comum, que inclui átomos, planetas e tudo o mais que podemos ver, compõe apenas 16% de toda a matéria.

Um novo estudo identificou a matéria "perdida" no universo usando rajadas rápidas de rádio (FRBs) – sinais de rádio curtos e brilhantes de galáxias distantes – como guia. Esta representação artística mostra uma FRB brilhante viajando através da névoa entre galáxias, conhecida como meio intergaláctico. Comprimentos de onda mais longos, mostrados em vermelho, são desacelerados em comparação com comprimentos de onda mais curtos e azuis, permitindo aos astrônomos "pesar" a matéria normalmente invisível. Crédito: Melissa Weiss/CfA

De acordo com modelos cosmológicos, a maior parte dessa matéria comum não está concentrada em estrelas ou planetas, mas amplamente dispersa no espaço intergaláctico. No entanto, devido à sua densidade extremamente baixa, cerca de metade dessa matéria há muito tempo "escapa" das observações dos cientistas .

FRB: Luz do universo distante

Em um estudo publicado na revista Nature Astronomy, pesquisadores do Caltech e do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA) encontraram a resposta. Eles usaram rajadas rápidas de rádio (FRBs), rajadas curtas, mas intensas de energia, para detectar a matéria ausente.

"As FRBs brilham através da névoa do meio intergaláctico e, ao medir com precisão a velocidade da luz sendo desacelerada, podemos pesar essa névoa, mesmo que ela seja muito fraca para ser vista", explica Liam Connor, professor associado de Harvard e principal autor do estudo.

Dados de explosões recordes

Este diagrama artístico representa algumas das 60 FRBs do estudo — FRB 20221219A, FRB 20231220A e FRB 20240123A — usadas para rastrear a jornada do gás pelo espaço intergaláctico e mapear a teia cósmica. Crédito: Jack Madden/CfA, IllustrisTNG Simulations

A equipe analisou 69 FRBs diferentes, com distâncias variando de 11,74 milhões a 9,1 bilhões de anos-luz. Notavelmente, a FRB mais distante do estudo, denominada FRB 20230521B, é a FRB mais distante já registrada. Destas, 39 foram identificadas pelo Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) no Owen Valley Radio Observatory do Caltech, uma rede de telescópios projetada especificamente para detectar e localizar FRBs. As 30 FRBs restantes vieram de outros telescópios ao redor do mundo , principalmente do Australian Square Kilometer Array Pathfinder.

A abordagem dos cientistas é como ver a "sombra" da matéria. O professor Vikram Ravi, do Caltech, comparou: "É como se estivéssemos vendo as sombras de todos os bárions, com as FRBs como luz de fundo... Se você vir uma pessoa à sua frente, poderá dizer muito sobre ela. Mas se você apenas vir a sombra dela, ainda saberá que ela está lá e poderá estimar seu tamanho."

Novo potencial para a cosmologia

Os resultados do estudo mostram que 76% da matéria normal do universo está localizada no espaço intergaláctico, 15% em halos galácticos e o restante está concentrado em galáxias. Essa distribuição corresponde às previsões de simulações, mas esta é a primeira vez que foi confirmada por observações reais.

Este conceito artístico retrata matéria comum no gás fino e quente que compõe o meio intergaláctico (IGM) — algo que os cientistas tinham dificuldade em observar diretamente até agora. Diferentes cores de luz viajam em diferentes velocidades pelo espaço. Aqui, o artista usou o azul para destacar regiões mais densas da teia cósmica, mudando para uma luz mais avermelhada para regiões de vácuo. Crédito: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA

A descoberta não apenas resolve um grande mistério, como também abre uma nova direção para a cosmologia. Dados de FRBs podem ajudar os cientistas a entender melhor a evolução das galáxias e até mesmo determinar a massa de partículas subatômicas chamadas neutrinos – um elemento-chave para ir além do Modelo Padrão da física de partículas.

Segundo o Professor Ravi, isso é apenas o começo. No futuro, o radiotelescópio DSA-2000, no deserto de Nevada, que deverá detectar até 10.000 FRBs por ano, promete nos levar mais fundo na decifração dos segredos do universo.

La Khe (de acordo com SciTechDaily)

Fonte: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/vu-no-vo-tuyen-nhanh-he-lo-kho-bau-vu-tru-bi-che-giau-suot-nhieu-thap-ky/20250817083747028