Novo mapa tridimensional da matéria escura no universo

Novo mapa tridimensional da matéria escura no universo

Pesquisas com lentes fracas, como HSC, preferem um universo um pouco menos sólido (à esquerda) do que o modelo Planck previsto (à direita). As imagens mostram uma diferença pequena, mas perceptível

Recentemente, os pesquisadores conseguiram liberar o mais profundo mapa tridimensional da distribuição da matéria no espaço. Isso possibilita aumentar a precisão das limitações de energia escura com a ajuda da revisão Hyper Suprime-Cam (HSC).

O universo moderno é um lugar bastante grande. O espaço se expandiu nos últimos 14 bilhões de anos, tecendo galáxias e matéria escura pela gravidade e criando uma paisagem incrível com vazios. A matéria que atrai a gravidade também afeta nossa visão de objetos astronômicos. Quando a luz viaja de galáxias distantes para a Terra, a atração gravitacional de outros objetos no caminho dobra o brilho. Como resultado, as galáxias observadas são distorcidas devido ao fenômeno das lentes gravitacionais. Dentro de tais distorções, uma grande quantidade de informação é ocultada, permitindo uma melhor compreensão da distribuição da matéria no Universo e da natureza da energia escura.

O mapa HSC é baseado em dados do telescópio japonês Subaru e permite aos pesquisadores medir a distorção gravitacional em imagens de 10 milhões de galáxias.

Novo mapa tridimensional da matéria escura no universo

Esquerda: Mapa tridimensional da matéria escura do Universo, derivado de uma das seis zonas de observação da HSC e exibido em segundo plano com diferentes tons de azul (áreas claras são matéria escura). O mapa foi derivado das distorções das formas galácticas, indicadas por linhas brancas. Seu comprimento transmite a magnitude da distorção e o ângulo corresponde à direção. Direita: As medições são ativadas pela luz de galáxias distantes que passam pelo Universo e desviam a matéria em diferentes épocas O HSC escaneia o Universo mais próximo numa forma mais estreita, mas profunda, devido à qual é possível estudar as galáxias mais fracas e formar um mapa claro da distribuição da matéria escura.

Os pesquisadores compararam o novo mapa com as flutuações previstas pelas observações de satélite de Planck. As medidas de HSC foram menores, mas o modelo de Planck foi estatisticamente consistente. A situação com resultados mais baixos ainda faz duvidar se a energia escura se conduz como constante cosmológica de Einstein.

Novo mapa tridimensional da matéria escura no universo

Restrições cosmológicas sobre o aglomerado do universo hoje (S8) são previstas usando observações do espaço em diferentes momentos. A medição HSC é exibida em vermelho e é considerada uma das medições mais distantes usando lente gravitacional fraca. Eles devem ser comparados com os resultados de Planck, obtidos a partir de observações da radiação de fundo no Universo mais antigo, e outras experiências modernas KiDS e DES

O mapa fornece uma imagem mais completa de quanta energia escura existe, revelando detalhes de suas propriedades e participação na aceleração do processo de expansão espacial. Medir a distorção causada por lentes gravitacionais é difícil. O fato é que esse efeito é pequeno, e distorções nas formas galácticas podem ser criadas pela atmosfera, pelo telescópio e pelo detector. Para obter informações precisas, os cientistas precisam ter certeza de que todos os efeitos são apenas sobre lentes.

Novo mapa tridimensional da matéria escura no universo

Os estudos de lentes, como o HSC, preferem um Universo muito menos sólido do que o previsto por Planck. As imagens mostram uma discrepância leve, mas perceptível, com o modelo do computador. Isso é uma flutuação estatística? Os astrônomos continuam a coletar mais dados para entender esse problema.

Portanto, a equipe criou modelagem detalhada de dados de simulação para HSC com base em imagens do Telescópio Espacial Hubble. Nessas simulações, conseguimos encontrar correções nas formas galácticas para remover distorções de forma causadas por efeitos estranhos. Os resultados são extraídos do primeiro ano de dados do estudo HSC. Em geral, o HSC deve coletar dados por 5 anos, o que revelará ainda melhor o comportamento da energia escura e ajudará a estudar a evolução de galáxias e aglomerados galácticos massivos.

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