Matéria Ausente: O Grande Enigma do Universo
Nosso universo é composto por dois tipos principais de matéria: matéria escura e matéria comum. A matéria escura constitui a maior parte, 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, representa apenas 16% de toda a matéria.
Um novo estudo identificou a matéria "faltante" no universo usando rajadas rápidas de rádio (FRBs, na sigla em inglês) – sinais de rádio curtos e brilhantes provenientes de galáxias distantes – como guia. Esta ilustração artística retrata uma FRB brilhante viajando pela névoa entre as galáxias, conhecida como meio intergaláctico. Comprimentos de onda mais longos, mostrados em vermelho, são desacelerados em comparação com comprimentos de onda mais curtos, em azul, permitindo que os astrônomos "pesem" a matéria normalmente invisível. Crédito: Melissa Weiss/CfA
De acordo com os modelos cosmológicos, a maior parte dessa matéria comum não está concentrada em estrelas ou planetas, mas sim amplamente dispersa no espaço intergaláctico. No entanto, devido à sua densidade extremamente baixa, cerca de metade dessa matéria tem "escapado" das observações científicas por muito tempo.
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, na sigla em inglês), breves, porém intensas, emissões de energia, para detectar a matéria faltante.
"Os FRBs brilham através da névoa do meio intergaláctico e, ao medir com precisão a velocidade da luz que está sendo desacelerada, podemos pesar essa névoa, mesmo que ela seja muito tênue para ser vista", explica Liam Connor, professor associado de Harvard e principal autor do estudo.
Dados de explosões que quebraram recordes
Este diagrama artístico representa alguns dos 60 FRBs (Fast Radio Bursts) do estudo — FRB 20221219A, FRB 20231220A e FRB 20240123A — usados para rastrear a trajetória 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, o FRB mais distante do estudo, denominado FRB 20230521B, é o FRB mais distante já registrado. Destes, 39 foram identificados pelo Deep Synoptic Array-110 (DSA-110) no Observatório de Rádio Owen Valley do Caltech, uma rede de telescópios projetada especificamente para detectar e localizar FRBs. Os 30 FRBs restantes vieram de outros telescópios ao redor do mundo , principalmente do Australian Square Kilometre 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 os FRBs como luz de fundo... Se você vê uma pessoa à sua frente, pode dizer muito sobre ela. Mas se você vê apenas a sombra dela, ainda sabe que ela está lá e pode 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% nos halos galácticos e o restante está concentrado nas galáxias. Essa distribuição coincide com as previsões de simulações, mas esta é a primeira vez que ela é confirmada por observações reais.
Esta ilustração artística retrata a matéria comum no gás rarefeito e quente que compõe o meio intergaláctico (MIG) — algo que os cientistas têm tido dificuldade em observar diretamente até agora. Diferentes cores de luz viajam a velocidades diferentes pelo espaço. Aqui, o artista usou o azul para destacar as regiões mais densas da teia cósmica, mudando para uma luz mais avermelhada para as regiões de vácuo. Crédito: Jack Madden, IllustrisTNG, Ralf Konietzka, Liam Connor/CfA
A descoberta não só resolve um grande mistério, como também abre uma nova direção para a cosmologia. Os dados dos FRBs podem ajudar os cientistas a compreender melhor a evolução das galáxias e até mesmo a determinar a massa de partículas subatômicas chamadas neutrinos – um elemento fundamental 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.
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
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