Astronomia e Universo

Visão artística de uma explosão de supernova. Crédito: NASA Em 2011, o Prêmio Nobel de Física foi concedido a Perlmutter, Schmidt e Reiss por sua descoberta de que o universo não está apenas se expandindo, está acelerando. O trabalho apoiou a ideia de um universo cheio de energia escura e matéria escura, e foi baseado em observações de supernovas distantes.  Particularmente, supernovas tipo Ia, que têm curvas de luz consistentes que podemos usar como velas padrão para medir distâncias cósmicas. Agora, um novo estudo com mais de 1.500 supernovas confirma a energia escura e a matéria escura, mas também levanta questões sobre nossos modelos cosmológicos.   O estudo é baseado em conjuntos de dados conhecidos como Pantheon+ e SH0ES. Contém 1.701 medições de curvas leves de 1.550 supernovas tipo Ia que abrangem duas décadas de observações e um período cósmico de 10 bilhões de anos. É o levantamento mais abrangente das medições de supernovas de energia escura já feitas. O conjunto de dados ab

No início deste ano, um algoritmo de aprendizagem de máquina identificou até 5000 potenciais lentes gravitacionais que poderiam transformar a nossa capacidade de traçar a evolução das galáxias desde o Big Bang. Doze das 68 lentes gravitacionais confirmadas pelos astrónomos nesta equipa de investigação. Crédito: Kim-Vy H. Tran et al. 2022 Agora, a astrónoma Kim-Vy Tran e colegas avaliaram 77 destas lentes utilizando o Observatório Keck no Hawaii e o VLT (Very Large Telescope) no Chile. Ela e a sua equipa internacional, incluindo Lisa Kewley do Centro para Astrofísica | Harvard & Smithsonian, confirmaram que 68 das 77 são lentes gravitacionais fortes que cobrem vastas distâncias cósmicas. A taxa de sucesso de 88% sugere que o algoritmo é fiável e que poderá haver milhares de novas lentes gravitacionais. Até à data, as lentes gravitacionais têm sido difíceis de encontrar e apenas cerca de uma centena são usadas rotineiramente. O artigo de Tran, publicado na revista The Astronomical Jo

Na década de 1930, um astrônomo suíço chamado Fritz Zwicky notou que galáxias em um aglomerado distante estavam orbitando umas às outras muito mais rápido do que deveriam ter sido dada a quantidade de massa visível que tinham. Ele propôs que uma substância invisível, que ele chamou de matéria escura, poderia estar puxando gravitacionalmente sobre essas galáxias. Desde então, pesquisadores confirmaram que esse material misterioso pode ser encontrado em todo o cosmos, e que é seis vezes mais abundante do que a matéria normal que compõe coisas comuns como estrelas e pessoas. No entanto, apesar de ver matéria escura em todo o universo, os cientistas ainda estão coçando a cabeça sobre ela. Aqui estão as 11 maiores perguntas sem resposta sobre matéria escura. O que é matéria escura? Primeiro e talvez mais perplexo, os pesquisadores permanecem inseguros sobre o que exatamente é matéria escura. Originalmente, alguns cientistas conjecturam que a massa perdida no universo era composta de p

No início dos anos 1990, uma coisa era bastante certa sobre a expansão do universo. Pode ter densidade de energia suficiente para parar sua expansão e recollapse, pode ter tão pouca densidade energética que nunca pararia de se expandir, mas a gravidade estava certa para retardar a expansão com o passar do tempo. É certo que a lentidão não tinha sido observada, mas, teoricamente, o universo teve que desacelerar. O universo está cheio de matéria e a força atraente da gravidade une toda a matéria. Então vieram 1998 e as observações do Telescópio Espacial Hubble (HST) de supernovas muito distantes que mostraram que, há muito tempo, o universo estava realmente se expandindo mais lentamente do que é hoje. Assim, a expansão do universo não tem desacelerado devido à gravidade, como todos pensavam, tem acelerado. Ninguém esperava isso, ninguém sabia como explicar. Mas algo estava causando isso. Eventualmente, os teóricos vieram com três tipos de explicações. Talvez tenha sido o resultado de

Um estudo co-liderado por físicos da UC Riverside e uc Irvine descobriu que halos de matéria escura de galáxias ultra-difusas são muito estranhos, levantando questões sobre a compreensão dos físicos sobre a formação de galáxias e a estrutura do universo. Esquerda: Distribuições R-V inferidas a partir dos ajustes de leitura (coloridos), juntamente com as das simulações TNG50-1-Dark (círculos cinza). As linhas pretas sólidas mostram a relação mediana (Diemer & Joyce 2019), bem como 0,3 e 0,6 dex maior R ("menor concentração") em comparação com a mediana. As linhas pretas tracejadas denotam o tronco de massas de halo (M/M = 10, 10,5 e 11. Os halos IllustrisTNG dentro da caixa vermelha são selecionados para estudos posteriores no painel direito. Direita: a velocidade circular de halo em raios 8 kpc (painel superior) e 2 kpc (painel inferior) vs. velocidade circular máxima para os UDGs observados (símbolos coloridos de acordo com a legenda no painel à esquerda), em comparação

  Uma estrela (laranja) que se aproxima de um buraco negro supermassivo (preto) pode ser perturbada por maré pela forte atração gravitacional do buraco negro. De acordo com um novo estudo, se existem bósons ultraleves (roxos), eles podem afetar a rotação do buraco negro, o que, por sua vez, afeta a taxa na qual ocorrem os eventos de ruptura das marés. Crédito: Peizhi Du Grande parte da matéria no universo permanece desconhecida e indefinida, mas os físicos teóricos continuam a obter pistas sobre as propriedades da matéria escura e dos buracos negros. Um estudo realizado por uma equipe de cientistas, incluindo três da Stony Brook University, propõe um novo método para procurar novas partículas não contidas atualmente no modelo padrão da física de partículas. Seu método, publicado na Nature Communications , pode esclarecer a natureza da matéria escura. Os três autores Stony Brook incluem Rouven Essig, Ph.D., Professor do Instituto CN Yang de Física Teórica (YITP); Rosalba Perna, Ph.D

A galáxia anã NGC1427A voa através do aglomerado de galáxias Fornalha de um modo que não seria possível se ela estivesse rodeada por um halo de matéria escura, conforme exigido pela cosmologia padrão. [Imagem: ESO]   Fracassos observacionais Falhou mais uma tentativa de detecção da matéria escura, mantendo um constrangedor recorde de 100% de fracassos de uma das teorias preferidas da cosmologia. De acordo com o modelo padrão da cosmologia, a grande maioria das galáxias deveria ser cercada por um halo de partículas de matéria escura, um halo invisível, mas cuja massa exerceria uma forte atração gravitacional nas galáxias vizinhas. Astrônomos das universidades de Bonn (Alemanha) e Saint Andrews (Escócia) contestaram essa visão do universo ao mostrar que as galáxias anãs do segundo aglomerado de galáxias mais próximo da Terra - conhecido como Aglomerado da Fornalha - não apresentam tais halos. A equipe analisou o nível esperado de perturbação das galáxias anãs, que depende de suas proprie

Um novo estudo usa um sinal emitido logo após o Big Bang, o fundo cósmico de micro-ondas, para explorar como a matéria escura é distribuída em torno de galáxias antigas. No novo estudo, os astrônomos analisaram como a radiação cósmica de fundo – uma relíquia da radiação produzida inicialmente pelo universo infantil – foi distorcida pela matéria escura há cerca de 12 bilhões de anos. Reiko Matsushita A velocidade estática da luz garante que os astrônomos vejam galáxias distantes não como são, mas como existiam há muito tempo. O mesmo vale para a matéria (regular ou escura) que envolve essas galáxias antigas. Os astrônomos recentemente usaram esse conhecimento – bem como um sinal cósmico enviado logo após o Big Bang – para mapear como a matéria escura estava distribuída em torno de galáxias cerca de 12 bilhões de anos atrás. Em suma, eles descobriram que a matéria escura era menos 'aglomerada' do que o esperado, o que, se confirmado, sugeriria que muitos modelos aceitos de cosmol

As tentativas de detectar diretamente a matéria escura resultaram vazias. Uma equipe de físicos propôs um novo método: se a matéria escura existir em aglomerados que ocasionalmente passam pelo sistema solar, podemos detectar sua leve influência com detectores de ondas gravitacionais ultrassensíveis. Esta imagem mostra a galáxia MCS J0416.1–2403, um dos seis aglomerados visados ​​pelo programa Hubble Frontier Fields. O azul nesta imagem é um mapa de massa criado usando novas observações do Hubble combinadas com o poder de ampliação de um processo conhecido como lente gravitacional. Em vermelho está o gás quente detectado pelo Observatório de Raios-X Chandra da NASA e mostra a localização do gás, poeira e estrelas no aglomerado. A matéria mostrada em azul que é separada das áreas vermelhas detectadas pelo Chandra consiste no que é conhecido como matéria escura, e que só pode ser detectada diretamente por lentes gravitacionais. Crédito: ESA/Hubble, NASA, HST Frontier Fields. Agradecimento

A elusiva substância responsável por grande parte da gravidade do Universo até agora escapou das detecções. A solução para encontrá-la pode estar no céu noturno. Detecções do Observatório de raios-X Chandra mostram a separação da matéria comum ( rosa ) e da maioria da massa ( azul ) em uma colisão de galáxias do Aglomerado Bala, uma evidência convincente da existência de matéria escura. Crédito: Chandra/Hubble/Magelan A matéria escura é um dos maiores mistérios da ciência moderna, pesquisada principalmente entre o campo dos astrônomos e dos físicos. Para encontrá-la a física teórica Chanda Prescod-Weinstein, autora do artigo “Em busca da matéria escura” na edição de maio de 2022 da Scientific American Brasil, sugere uma abordagem que una as forças de ambos os campos. Segundo a autora, toda a matéria observável que os instrumentos atuais conseguem apreender corresponde a cerca de 20% do Universo (e somente a 4%, se levarmos em conta a equivalência massa e energia): o resto deve ser po

  Distribuição da matéria escura num grupo de galáxias simuladas, com áreas mais brilhantes mostrando maiores concentrações de matéria escura. Os círculos mostram ampliações da luz estelar associada a duas galáxias sem matéria escura. Se estas galáxias tivessem matéria escura, apareceriam como regiões brilhantes na imagem principal. Crédito: Moreno et al . Num novo estudo publicado na revista Nature Astronomy, uma equipe internacional liderada por astrofísicos da Universidade da Califórnia, em Irvine, e da Universidade Pomona relatam como, quando galáxias minúsculas colidem com galáxias maiores, as galáxias maiores podem despojar as galáxias mais pequenas da sua matéria escura - matéria que não podemos ver diretamente, mas que os astrofísicos pensam que deve existir porque, sem os seus efeitos gravitacionais, não poderiam explicar coisas como os movimentos das estrelas de uma galáxia.   É um mecanismo que tem o potencial de explicar como as galáxias poderiam ser capazes de existir se

  Nesta impressão de artista, a nave espacial Voyager 1 da NASA tem uma vista geral do Sistema Solar. Os círculos representam as órbitas dos grandes planetas exteriores: Júpiter, Saturno, Úrano e Neptuno. Lançada em 1977, a Voyager 1 visitou os planetas Júpiter e Saturno. A nave está agora a mais de 22 mil milhões de quilómetros da Terra, tornando-a o objeto mais longínquo jamais construído pelo homem. De facto, a Voyager 1 está agora a viajar através do espaço interestelar, a região entre as estrelas que está cheia de gás, poeira e material reciclado de estrelas moribundas. Crédito: NASA, ESA e G. Bacon (STScI) As fotos da Via Láctea mostram milhares de milhões de estrelas dispostas em espiral irradiando do centro, com gás iluminado no meio. Mas os nossos olhos só conseguem vislumbrar a superfície do que mantém a nossa galáxia unida. Cerca de 95% da massa da nossa Galáxia é invisível e não interage com a luz. É feita de uma substância misteriosa chamada matéria escura, que nunca foi