O Consórcio Virgo - um grupo internacional de astrofísicos do Reino Unido, Alemanha, Japão, Canadá e Estados Unidos - divulgou, no mês passado, os primeiros resultados da maior e mais realista simulação alguma vez realizada para o crescimento da estrutura cósmica e a formação das galáxias e dos quasares. Num artigo publicado na revista Nature, o grupo mostrou como os dados obtidos com a "Simulação do Milénio" (Millenium Simulation), quando comparados com as observações de larga escala, podem revelar os processos físicos que estão na base da formação das galáxias e dos buracos negros.

A Simulação do Milénio utilizou mais de 10 mil milhões de partículas de matéria para traçar a evolução da distribuição de matéria numa gigantesca região cúbica do Universo, com mais de 2 mil milhões de anos-luz de aresta. Os cientistas recrearam assim a evolução das cerca de 20 milhões de galáxias que povoam o enorme volume e dos gigantescos buracos negros que são vistos, por vezes, como quasares nos seus corações.

Os radiotelescópios sensíveis às microondas já foram capazes de fotografar directamente o Universo quando este tinha apenas 400 000 anos de idade. As únicas estruturas então existentes eram pequenos enrugamentos, num mar quase uniforme de matéria e radiação. Mais tarde, a evolução gravitacional transformou estes enrugamentos nas estruturas imensamente ricas que hoje vemos. A Simulação do Milénio foi desenhada exactamente para seguir a evolução deste crescimento, e com o objectivo duplo de verificar se este novo paradigma é consistente com aquilo que observamos, enquanto explora a Física complexa que deu origem às galáxias e aos seus buracos negros centrais.

Recentes avanços em cosmologia demonstram que quase 70% do Universo actual é composto por energia escura, um campo de forças misterioso que leva o universo a expandir-se mais depressa. Cerca de um quarto do Universo consiste aparentemente em matéria escura fria, um novo tipo de partículas elementares ainda não detectado na Terra. Apenas 5% do Universo é composto por matéria atómica vulgar, com a qual estamos familiarizados, a maior parte consistindo em hidrogénio e hélio. Todos estes componentes são tomados em conta na Simulação do Milénio.

No artigo publicado na Nature, os cientistas do Virgo utilizam a simulação para estudar o crescimento inicial dos buracos negros. O 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) descobriu um número de quasares muito distantes e muito brilhantes, que parecem albergar buracos negros com massa pelo menos mil milhões de vezes superior à do Sol, numa época em que o Universo tinha apenas um décimo da idade que tem hoje.

Segundo Volker Springel (do Instituto Max Planck para a Astrofísica, líder do projecto Millennium e principal autor do artigo), muitos astrónomos julgavam impossível reconciliar estes dados com o crescimento gradual da estrutura previsto pelos modelos padrão. No entanto, quando se experimentou modelar a formação da nossa galáxia e de quasares, descobriu-se que um pequeno número de buracos negros de grande massa se forma suficientemente cedo para justificar estes quasares descobertos pelo SDSS, tão raros. As suas galáxias hospedeiras aparecem pela primeira vez nos dados da Simulação do Milénio quando o Universo tem apenas poucas centenas de milhões de anos; quando chegam à actualidade, já se transformaram nas galáxias de maior massa, nas regiões centrais dos grandes enxames de galáxias.

Para Carlos Frenk (do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, líder do projecto Virgo no Reino Unido) o aspecto mais interessante dos resultados preliminares é o facto da Simulação do Milénio demonstrar, pela primeira vez, que os padrões característicos da distribuição de matéria nas épocas primitivas, e que são directamente visíveis nos mapas de microondas, ainda deverão estar presentes e deverão ser detectáveis na distribuição de galáxias observada. Conseguindo medir suficientemente bem as oscilações bariónicas, elas fornecerão uma medida padrão para caracterizar a geometria e a história da expansão do Universo e também para conhecer a natureza da energia escura.

As simulações produzem imagens espantosas e representam um marco significativo no entendimento de como o Universo primitivo tomou forma. São assim um exemplo brilhante da interacção entre a teoria e a experiência em astronomia. Mas as aplicações mais interessantes e amplas da Simulação do Milénio ainda estão para vir. Há novas observações em curso que fornecem informação com uma precisão sem precedentes sobre as propriedades das galáxias, dos buracos negros e da estrutura de larga escala do Universo. Simon White (do Instituto Max Planck para a Astrofísica) diz que a nossa capacidade de prever as consequências das nossas teorias deve atingir um igual nível de precisão, se pretendemos utilizar estas descobertas de maneira eficaz para compreendermos a origem e a natureza do nosso mundo. A Simulação do Milénio é uma ferramenta única para este tipo de propósitos e o seu poder deverá ser acessível a todos os astrónomos, para que possam introduzir os seus próprios dados e as suas próprias observações possam ser interpretadas.

Fonte da notícia: http://www.pparc.ac.uk/Nw/millennium_sim.asp