Avanço na medição do hidrogênio cósmico sem mapas de galáxias pode ajudar a entender a energia escura
Pesquisadores aprimoram técnicas para medir a energia escura no cosmos.
O universo está em contínua expansão, com esse processo acelerando ao longo do tempo. A energia escura é a principal hipótese para essa aceleração, embora sua natureza e evolução futura permaneçam um mistério para a cosmologia.
Para entender melhor a atuação dessa energia, uma equipe internacional de astrônomos desenvolveu uma nova abordagem para medir a emissão de hidrogênio neutro no cosmos. Essa nova metodologia aprimora técnicas já existentes, tornando-as mais diretas e acessíveis.
O papel do radiotelescópio CHIME
O experimento canadense CHIME (Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment) tem como objetivo mapear o hidrogênio, o elemento mais abundante do universo e precursor das primeiras estrelas.
Até recentemente, o uso do CHIME enfrentava dois grandes desafios técnicos:
- Ruídos e interferências: O equipamento captava sinais terrestres intensos e ruídos gerados pela própria Via Láctea.
- Dependência de mapas prévios: Para verificar se um sinal correspondia a aglomerados galácticos reais, era necessário cruzar os dados com catálogos ópticos obtidos por telescópios convencionais, um processo que era lento e custoso.
Recentes atualizações no software do CHIME conseguiram filtrar ruídos e extrair dados de hidrogênio de maneira autônoma, eliminando a necessidade de comparação com catálogos externos.
A marca cósmica do hidrogênio
Cerca de 380 mil anos após o Big Bang, o universo resfriou o suficiente para interromper a propagação de ondas acústicas que viajavam pelo plasma primordial. Essas ondas ficaram “congeladas” na estrutura do cosmos, criando um padrão de distribuição de matéria com uma escala de aproximadamente 500 milhões de anos-luz.
Como a matéria concentrada nessas regiões é composta principalmente por hidrogênio, medir diretamente a distância e o tamanho aparente dessa estrutura fóssil serve como uma régua cósmica para mensurar o ritmo da expansão do universo ao longo do tempo.
Primeiros resultados e os destinos do Universo
A validação do novo método utilizou dados de 94 noites de observação realizadas em 2019. Os resultados obtidos alinharam-se com as previsões do modelo cosmológico padrão, confirmando a eficácia do algoritmo desenvolvido.
A equipe agora planeja aplicar o sistema a sete anos de dados já acumulados pelo CHIME. Essa análise deve ajudar a esclarecer qual dos três cenários teóricos pode determinar o destino final do universo:
- Expansão eterna: A taxa de afastamento continua indefinidamente, sem romper as estruturas da matéria.
- Big Rip (Grande Ruptura): A energia escura se torna tão intensa que supera as forças gravitacionais e atômicas, desagregando galáxias, estrelas, planetas e, eventualmente, os próprios átomos.
- Big Crunch (Grande Colapso): A força da energia escura diminui ao longo do tempo, permitindo que a gravidade retome o domínio e puxe toda a matéria de volta a um ponto singular de densidade infinita.
