Ondas de choque do tamanho de galáxias encontradas sacudindo a teia cósmica - a maior estrutura do universo

Astrônomos detectaram enormes ondas de choque sacudindo a teia cósmica que conecta todas as galáxias do universo, oferecendo pistas vitais sobre como as maiores estruturas do espaço foram moldadas.

Uma simulação da teia cósmica mostrando ondas de choque produzindo ondas de rádio (rosa) à medida que elas colidem através de campos magnéticos (azul). (Crédito da imagem: F. Vazza/D. Wittor/J. West) 

Pela primeira vez, os astrônomos detectaram enormes ondas de choque em escala galáctica sacudindo a "teia cósmica" que conecta quase todas as galáxias conhecidas. Essas ondas cósmicas poderiam revelar pistas sobre como os maiores objetos do universo foram esculpidos.

A descoberta foi feita costurando e empilhando milhares de imagens de radiotelescópios juntas, o que revelou o suave "brilho de rádio" produzido por ondas de choque da matéria em colisão nas maiores estruturas do nosso universo.

A teia cósmica é uma gigantesca rede de superestradas celestes entrecruzadas pavimentadas com gás hidrogênio e matéria escura. As galáxias tendem a se formar onde vários filamentos da teia se cruzam, muitas vezes em aglomerados que somam centenas de milhares. Agora, um novo estudo, publicado em 15 de fevereiro na revista Science(abre em nova aba), poderia fornecer pistas vitais sobre a natureza dos misteriosos campos magnéticos que se estendem ao lado dessas gavinhas.

"Os campos magnéticos permeiam o universo - de planetas e estrelas aos maiores espaços entre galáxias", disse a principal autora do estudo, Tessa Vernstrom.(abre em nova aba), disse um astrônomo do Centro Internacional de Pesquisa em Radioastronomia em Crawley, Austrália, em um comunicado(abre em nova aba). "No entanto, muitos aspectos do magnetismo cósmico ainda não são totalmente compreendidos, especialmente nas escalas vistas na teia cósmica."

Tomando forma no rescaldo caótico do Big Bang, as gavinhas da teia cósmica formaram-se como aglomerados de matéria a partir do caldo de partículas-antipartículas agitado do universo jovem – cuja rápida expansão empurrou os filamentos para fora para formar uma estrutura interconectada de filmes finos em torno de incontáveis, principalmente vazios.

Longe de estar completamente congelada no lugar, a matéria da teia cósmica pode, por vezes, colidir violentamente. Quando a matéria na web se funde, enormes ondas de choque enviam partículas carregadas ricocheteando através dos campos magnéticos da web, fazendo com que as partículas emitam um fraco brilho de onda de rádio. Essas ondas de choque foram detectadas em torno de alguns dos maiores aglomerados de galáxias do universo, mas até agora elas nunca foram observadas em torno da própria teia.

"Essas ondas de choque emitem emissões de rádio que devem resultar no 'brilho' da teia cósmica no espectro de rádio, mas nunca foram realmente detectadas conclusivamente devido ao quão fracos são os sinais", disse Vernstrom.

Para procurar os sinais fracos, os pesquisadores usaram dados do Global Magneto-Ionic Medium Survey, do Planck Legacy Archive, do Owens Valley Long Wavelength Array e do Murchison Widefield Array para empilhar imagens de rádio de 612.025 pares de aglomerados de galáxias, agrupados se estivessem próximos o suficiente para serem diretamente conectados por gavinhas cósmicas da web. Esse empilhamento ajudou a aumentar as fracas emissões de rádio das ondas de choque além dos efeitos de fundo barulhentos.

Então, procurando apenas por ondas de rádio polarizadas - cujos raios vibram no mesmo ângulo que os outros e foram previstos em simulações para serem emitidos pelas ondas de choque - os pesquisadores encontraram o sinal.

"Como muito poucas fontes emitem luz de rádio polarizada, nossa busca foi menos propensa à contaminação e fomos capazes de fornecer evidências muito mais fortes de que estamos vendo emissões das ondas de choque nas maiores estruturas do universo, o que ajuda a confirmar nossos modelos para o crescimento dessa estrutura em larga escala", disse Vernstrom.

Agora que a existência das ondas de choque foi confirmada, elas poderiam ser usadas para investigar a natureza dos enormes campos magnéticos que permeiam a teia, que desempenham um papel desconhecido na formação do universo.

Fonte: livescience.com