Mapa 3D do Universo confirma existência de energia escura

2003-11-26

O levantamento do céu SDSS: as galáxias são identificadas nas imagens 2D (em cima) e depois, a sua distância é determinada através de espectros, para criar mapas 3D (ao centro). O novo mapa do SDSS é constituído por 205443 galáxias e tem 2 mil milhões de anos-luz de profundidade; cada galáxia é representada por um ponto cuja cor representa a sua luminosidade. Em baixo: variação das flutuações de densidade com a escala; o Universo, numa escala de milhões de anos-luz, surge como uma distribuição heterogénea, enquanto que, numa escala superior, parece uniforme. Os novos resultados do SDSS (pontos pretos) são as medições mais precisas até hoje de como a densidade do Universo varia de local para local na escala de milhões de anos-luz. Estas e outras medições cosmológicas concordam com a previsão teórica (curva azul) de um Universo composto de 5% de átomos, 25% de matéria escura e 70% de energia escura. Crédito: SDSS.
Uma equipa de astrónomos compilou o maior e mais detalhado mapa 3D do Universo com base nos dados observacionais do levantamento do céu Sloan Digital Sky Survey
Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
O levantamento do céu SDSS é um projecto que tem por objectivo mapear detalhadamente um quarto de todo o céu, determinando posições e magnitudes absolutas de 100 milhões de objectos celestes, e determinando ainda a distância a mais de 1 milhão de galáxias e quasares. Os telescópios que participam neste projecto estão situados no Observatório de Apache Point (EUA). O SDSS é um projecto conjunto de instituições norte-americanas, alemãs e japonesas.
 (SDSS), uma colaboração internacional de mais de 200 astrónomos em 13 instituições do mundo. O mapa contém mais de 200 000 galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
, que distam até 2000 milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
de nós, e cobre cerca de 6% do céu. O estudo do padrão de aglomeração das galáxias é extremamente importante, pois contém informação, não só sobre a matéria invisível que agrega as galáxias, mas também sobre as flutuações que emergiram do Big Bang.

O modelo cosmológico actualmente mais aceite invoca um período de expansão rápida do espaço, responsável por esticar as flutuações quânticas microscópicas do pós-Big Bang para escalas macroscópicas. Após o período de inflação, o efeito gravitacional fez com que estas flutuações crescessem e se tornassem galáxias, que formaram os padrões de aglomeração de galáxias observados agora pelo SDSS. Os modelos inflacionários prevêem que a energia escura tenha um papel fundamental na expansão do Universo. A equipa de investigação descobriu que os dados do SDSS são consistentes com os detalhes previstos pelos modelos de inflação.

Em Fevereiro deste ano, os dado obtidos pela sonda de microondas
microondas
A região do espectro electromagnético, no domínio do rádio, com comprimento de onda entre aproximadamente 1 mm e 30 cm (equivalente ao intervalo de frequências entre 300 GHz e 1 GHz) é a região das microondas.
Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), que mede a radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
do Universo primitivo, foram publicados. Combinando as medições do WMAP, a equipa do SDSS estimou que a matéria cósmica é constituída por 70% de energia escura, 25% de matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
e 5% de matéria normal. Os novos resultados vêm ao encontro dos resultados combinados do WMAP e do 2dF Galaxy Redshift Survey (um outro levantamento do céu, que utiliza o Observatório Anglo-Australiano). A inclusão das novas medições do SDSS providenciam uma maior precisão aos resultados, mais do que diminuir as incertezas do estudo do WMAP sobre a densidade
densidade
Em Astrofísica, densidade é o mesmo que massa volúmica: é a massa por unidade de volume.
da matéria cósmica ou a constante de Hubble (a taxa de expansão cósmica). Galáxias diferentes, instrumentos diferentes, pessoas diferentes e análises diferentes - contudo, os resultados são concordantes.

O estudo do SDSS traz ainda fortes constrangimentos à massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
dos neutrinos
neutrino (ν)
O neutrino é uma partícula elementar da classe dos leptões. Com carga eléctrica nula e massa quase nula, o neutrino interage muito pouco, estando sujeito apenas à força nuclear fraca e à força gravitacional. O neutrino é um leptão e tem spin semi-inteiro (fermião). Conhecem-se três tipos diferentes de neutrinos: o neutrino do electrão (νe), o neutrino do muão (νμ), e o neutrino do tau (ντ).
, o que leva a considerar que os neutrinos não podem ser um constituinte importante da matéria escura.

O SDSS tem um telescópio de 2,5m no Observatório Apache Point, no Novo México (EUA), dedicado durante 5 anos somente a este projecto. Nas melhores noites de observação, a câmara de CCD de campo largo obtém imagens do céu em 5 bandas largas, com o objectivo de determinar a posição e o brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
absoluto dos mais de 100 milhões de objectos celestes que existem em 1/4 do céu. Nas noites de luar ou de alguma nebulosidade, a câmara é substituída por um par de espectrógrafos que, através da utilização de fibras ópticas, permitem obter espectros de 608 objectos de cada vez. A partir dos espectros, determinam-se os desvios para o vermelho
desvio para o vermelho (z)
Designa-se por desvio para o vermelho (em inglês, redshift) o desvio do espectro de um objecto para comprimentos de onda mais longos. O desvio para o vermelho pode dever-se ao movimento do objecto a afastar-se do observador (desvio de Doppler), ou à expansão do Universo (desvio para o vermelho cósmico, ou gravitacional). O desvio para o vermelho cósmico permite estimar a distância a que o objecto se encontra: quanto maior o desvio, mais distante o objecto. O desvio de Doppler permite calcular a velocidade a que o objecto se desloca.
dos objectos e, consequentemente, a distância a que se encontram. Assim se constroem os mapas 3D do Universo.

Fonte da notícia: http://www.sdss.org/news/releases/20031028.powerspectrum.html