Astrônomos Descobrem Localização da Matéria Bariônica Perdida do Universo
Durante décadas, um quebra-cabeça cósmico intrigou os astrônomos: onde está toda a matéria ordinária? É a matéria de que somos feitos, os prótons e nêutrons que formam os átomos. Embora os cálculos indicassem que deveria constituir cerca de 5% do universo, uma parte significativa parecia estar faltando, um problema que agora parece ter sido resolvido.
Uma equipe de astrônomos do Centro de Astrofísica Harvard & Smithsonian (CfA) e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech) acredita ter identificado a localização dessa matéria elusiva. Suas descobertas, publicadas na Nature Astronomy, sugerem que impressionantes três quartos da matéria ordinária residem nos vastos espaços de baixa densidade entre as galáxias, existindo como gás quente na teia cósmica.
De acordo com o astrônomo do CfA, Liam Connor, o "problema dos bárions faltantes" não era sobre questionar a existência da matéria em si, mas sim sobre o seu paradeiro. Agora, graças ao uso de Fast Radio Bursts (FRBs), os cientistas sabem que uma parte significativa está flutuando entre as galáxias na teia cósmica.
Tecnicamente, a matéria bariônica abrange tudo o que é composto de prótons e nêutrons, mas em contextos astronômicos, geralmente se refere a toda a matéria atômica, excluindo a matéria escura e a energia escura. Embora parte dessa matéria resida em estrelas e no meio interestelar dentro das galáxias, pesquisas anteriores sugeriram que a parte restante existia como gás espalhado por todo o meio intergaláctico – o espaço entre as galáxias. O desafio? Medir esse gás difuso e ionizado é excepcionalmente difícil.
Neste novo estudo, a equipe aproveitou os FRBs: sinais de rádio incrivelmente breves, mas poderosos, originários de galáxias distantes. À medida que esses sinais atravessam o meio intergaláctico, eles diminuem a velocidade. Ao medir meticulosamente essa desaceleração, os astrônomos puderam deduzir a quantidade de gás que o sinal havia atravessado. Sua investigação envolveu 60 FRBs, originários de distâncias entre 11,74 milhões de anos-luz e aproximadamente 9,1 bilhões de anos-luz de distância. Notavelmente, um desses FRBs, denominado FRB 20230521B, foi o mais distante já registrado.
A análise desses FRBs forneceu evidências convincentes de que aproximadamente 76% de toda a matéria bariônica reside no meio intergaláctico (MIG), com 15% nos halos das galáxias e uma porcentagem menor dentro de estrelas ou gás galáctico frio. Embora as simulações cosmológicas tenham sugerido essa distribuição, esta nova pesquisa fornece evidências observacionais diretas, lançando luz sobre a dinâmica da matéria em todo o universo.
Connor usa a analogia de um termostato cósmico ao descrever os movimentos dessa matéria bariônica. A gravidade puxa os bárions para as galáxias, mas buracos negros supermassivos e estrelas em explosão podem expulsá-los de volta, regulando a temperatura. Os resultados deste estudo sugerem que esse mecanismo de feedback é altamente eficiente, expelindo efetivamente o gás das galáxias para o MIG.
O astrônomo do Caltech e coautor Vikram Ravi enfatiza que os FRBs estão nos permitindo perceber a estrutura e a composição do Universo sob uma nova luz, porque esses breves flashes permitem que os cientistas rastreiem a matéria invisível que preenche os espaços entre as galáxias.
À medida que telescópios cada vez mais avançados entram em operação, prometendo detectar milhares de FRBs adicionais, só podemos imaginar quais outros enigmas cósmicos podem ser desvendados em breve.
Fonte: Gizmodo