Vasta bolha de galáxias descoberta, com nome havaiano

 Acredita-se que uma descoberta liderada pela Universidade do Havaí de uma imensa bolha a 820 milhões de anos-luz da Terra seja um remanescente semelhante a um fóssil do nascimento do universo.

O astrônomo Brent Tully, do Instituto de Astronomia da UH , e sua equipe encontraram inesperadamente a bolha dentro de uma teia de galáxias. A entidade recebeu o nome de Hoʻoleilana , termo extraído do Kumulipo , um canto de criação havaiano que evoca a origem da estrutura. 

Ilustração de Hoʻoleilana . A região vermelha (esquerda) mostra a concha fechada com galáxias individuais representadas como pequenas manchas luminosas. Crédito da foto: Frédéric Durillon, Animea Studio; Daniel Pomarède, IRFU , Universidade CEA Paris-Saclay. Este trabalho beneficiou de um financiamento governamental da France 2030 ( P2I -Graduate School of Physics) sob a referência ANR-11-IDEX-0003  

As novas descobertas publicadas no The Astrophysical Journal mencionam que essas estruturas massivas são previstas pela teoria do Big Bang, como resultado de ondulações 3D encontradas no material do universo primitivo, conhecidas como Oscilações Acústicas Bariônicas ( BAO ).

“Não estávamos procurando por isso. É tão grande que atinge as bordas do setor do céu que estávamos analisando”, explicou Tully. “Como um aumento na densidade das galáxias, é uma característica muito mais forte do que o esperado. O grande diâmetro de um bilhão de anos-luz está além das expectativas teóricas. Se a sua formação e evolução estiverem de acordo com a teoria, este BAO está mais próximo do que o previsto, implicando um valor elevado para a taxa de expansão do universo.”

Os astrónomos localizaram a bolha usando dados do Cosmicflows-4 , que é, até à data, a maior compilação de distâncias precisas às galáxias. Tully co-publicou o catálogo excepcional no outono de 2022. A sua equipa de investigadores acredita que esta pode ser a primeira vez que os astrónomos identificam uma estrutura individual associada a um BAO . A descoberta poderá ajudar a reforçar o conhecimento dos cientistas sobre os efeitos da evolução das galáxias.

Enormes bolhas de matéria

Na bem estabelecida teoria do Big Bang, durante os primeiros 400 mil anos, o universo é um caldeirão de plasma quente semelhante ao interior do Sol. Dentro de um plasma, os elétrons foram separados dos núcleos atômicos. Durante este período, regiões com densidade ligeiramente mais elevada começaram a entrar em colapso sob a gravidade, mesmo quando o intenso banho de radiação tentava separar a matéria. Essa luta entre a gravidade e a radiação fez o plasma oscilar ou ondular e se espalhar.

As maiores ondulações no universo primitivo dependiam da distância que uma onda sonora poderia viajar. Definida pela velocidade do som no plasma, esta distância era de quase 500 milhões de anos-luz e foi fixada quando o universo esfriou e deixou de ser um plasma, deixando vastas ondulações tridimensionais. Ao longo das eras, as galáxias formaram-se nos picos de densidade, em enormes estruturas semelhantes a bolhas. Os padrões na distribuição das galáxias, devidamente discernidos, poderiam revelar as propriedades destes antigos mensageiros. 

“Sou o cartógrafo do grupo e mapear Hoʻoleilana em três dimensões ajuda-nos a compreender o seu conteúdo e a relação com o seu entorno”, disse o investigador Daniel Pomarede, da Universidade CEA Paris-Saclay, em França. “Foi um processo incrível construir este mapa e ver como a estrutura gigante de Hoʻoleilana é composta por elementos que foram identificados no passado como sendo eles próprios algumas das maiores estruturas do universo.”

Esta mesma equipa de investigadores também identificou o Superaglomerado Laniākea em 2014. Essa estrutura, que inclui a Via Láctea, é pequena em comparação. Estendendo-se por um diâmetro de cerca de 500 milhões de anos-luz, Laniākea estende-se até à borda desta bolha muito maior.

Da escuridão profunda

Hoʻoleilana , que significa “murmúrios enviados de despertar”, surgiu de discussões entre Tully e UH Hilo Ka Haka ʻUla O Keʻelikōlani , o professor de língua havaiana Larry Kimura e o diretor executivo do Centro de Astronomia de ʻImiloa , Kaʻiu Kimura. O nome do objeto vem do canto Kumulipo , Hoʻolei ka lana a ka Po uliuli , da escuridão profunda vieram murmúrios de despertar. A nomenclatura tradicional de descobertas astronômicas selecionadas no Havaí deriva do programa ʻImiloa , A Hua He Inoa, criado para demonstrar como a língua havaiana ou ʻōlelo Hawai'iestá se fundindo com o conhecimento científico.

Descobrindo um único BAO

A equipe de Tully descobriu que Hoʻoleilana foi apontada em um artigo de pesquisa de 2016 como a mais proeminente de várias estruturas semelhantes a conchas vistas no Sloan Digital Sky Survey. No entanto, o trabalho anterior não revelou toda a extensão da estrutura e a equipa não concluiu ter encontrado um BAO.

Usando o catálogo Cosmicflows-4, os investigadores conseguiram ver uma concha esférica completa de galáxias, identificar o seu centro e mostrar que há um aumento estatístico na densidade das galáxias em todas as direcções a partir desse centro. Hoʻoleilana abrange muitas estruturas bem conhecidas anteriormente encontradas por astrônomos, como a Grande Muralha de Harvard/Smithsonian contendo o Aglomerado Coma, o Aglomerado Hércules e a Grande Muralha de Sloan. O Superaglomerado Bootes reside em seu centro. O histórico Boötes Void, uma enorme região esférica vazia, fica dentro de Hoʻoleilana .

Fonte: hawaii.edu