Primeira versão de mapa 3D da estrutura de larga escala do Universo distante

2013-08-13

Mapa 3D, do projecto FastSound, da estrutura de larga escala de uma região do Universo, cerca de 4,7 mil milhões de anos após o Big Bang. Esta área abrange 2,5 vezes 3 graus no céu, com uma distância radial medindo 12 – 14,5 mil milhões de anos-luz (comoving distance – distância que tem em conta a expansão do Universo). As cores das galáxias indicam a taxa de formação de estrelas. A gradação da cor de fundo representa a densidade de galáxias; a distribuição de massa base (que é dominada pela matéria escura invisível, cerca de 30% da energia total do Universo) seria assim se pudéssemos vê-la. O quadro na parte inferior da imagem (a meio) mostra as posições relativas das regiões abrangidas pelo FastSound e pelo Sloan Digital Sky Survey (SDSS), mostrando que o primeiro está a mapear um Universo bem mais distante. Crédito: NAOJ, SDSS, CFHT.
Uma equipa internacional, liderada por astrónomos das universidades de Kyoto, Tóquio e Oxford, revelou a sua primeira versão de um mapa 3D do Universo distante, integrado no projecto FastSound que consiste no levantamento de 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.
a mais de nove mil 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 distância. Usando o novo instrumento FMOS (Fiber Multi-Object Spectrograph) do telescópio Subaru
Subaru Telescope
O Telescópio Subaru é um telescópio óptico e de infravermelhos, com um espelho de 8,2 m de diâmetro. O Subaru encontra-se no Observatório de Mauna Kea, no Havai, e é operado pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão – NAOJ e pelo Instituto Nacional de Ciências Naturais.
, o mapa 3D da equipa inclui 1100 galáxias e mostra a estrutura de larga escala do Universo tal como era há nove mil milhões anos.

O projecto FastSound, um dos Programas Estratégicos do Telescópio Subaru, começou as suas observações em Março de 2012 e continuará até à Primavera de 2014. Embora já tenham sido feitos levantamentos em 3D para o Universo próximo (por exemplo, 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.
, cobrindo até cinco mil milhões de anos-luz), o FastSound distingue-se pelo desenvolvimento de um mapa 3D do Universo distante, que pretende cobrir a maior extensão do Universo a distâncias que vão para além dos dez mil milhões de anos-luz. O instrumento FMOS do telescópio Subaru facilita o objectivo do projecto, pois trata-se de um poderoso sistema de largo campo que permite a espectroscopia no infravermelho próximo
infravermelho próximo
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 5 mícrones. Esta banda permite observar astros ou fenómenos com temperaturas entre 740 e 5200 graus Kelvin.
de mais de 100 objectos de cada vez; a localização do espectrógrafo no foco principal, combinada com o poder de recolha de luz do espelho primário de 8,2 m do telescópio, permite um campo de visão excepcionalmente largo.

O mapa 3D de 1100 galáxias mostra a estrutura de larga escala do Universo há nove mil milhões de anos, abrangendo 600 milhões de anos-luz na direcção angular e dois mil milhões de anos-luz na radial. A equipa fará eventualmente o levantamento de uma região do céu com cerca de 30 graus quadrados e, em seguida, medirá distâncias precisas para aproximadamente 5000 galáxias a mais de dez mil milhões de anos-luz. Embora as galáxias não se mostrem tão agrupadas como no Universo presente, a interacção gravitacional irá ter como resultado a sua agregação, aumentando para o nível actual.

O mapa 3D final do Universo distante irá servir o principal objectivo científico do projecto: medir com precisão o movimento de galáxias e obter a taxa de crescimento da estrutura de larga escala, como teste à Teoria da Relatividade Geral
Teoria da Relatividade Geral
A Teoria da Relatividade Geral foi formulada por Albert Einstein em 1916 como expansão da Teoria da Relatividade Restrita (formulada em 1905) de forma a incluir o efeito da gravitação no espaço-tempo. Esta teoria propõe que o espaço-tempo é uma estrutura quadri-dimensional cuja curvatura é determinada pela presença de matéria. Neste sentido, a gravitação manifesta-se como curvatura do espaço-tempo, e não como uma força entre duas massas.
de Einstein. Embora os cientistas saibam que a expansão do Universo está a acelerar, ainda não sabem o porquê, e esta é uma das maiores questões da física e da astronomia contemporâneas. Calcula-se que uma forma desconhecida de energia, a energia escura, preencha uniformemente o Universo, representando cerca de 70% do seu conteúdo de massa-energia e provocando a sua aceleração
aceleração
A aceleração é a taxa de variação da velocidade de um corpo com o tempo.
. Alternativamente, a teoria fundamental da gravidade à escala cosmológica pode ser diferente da Relatividade Geral que reina como a teoria dominante da gravitação e do espaço-tempo
espaço-tempo
O espaço-tempo é um conceito único introduzido por Albert Einstein no âmbito da Teoria da Relatividade Geral, que reconhece a união do espaço e do tempo.
. A comparação entre o mapa 3D do Universo jovem com as previsões da Relatividade Geral poderá eventualmente revelar o mecanismo da misteriosa aceleração do Universo.

Fonte da notícia: http://www.naoj.org/Topics/2013/08/07/index.html

Link para a imagem em tamanho grande: http://www.naoj.org/Topics/2013/08/07/fig1e.jpg

Link para vídeo no Youtube: http://www.youtube.com/watch?v=RAiPZ_oUPI4