Colisão de aglomerados de galáxias do Titanic no Universo primitivo desafia cosmologia padrão

Prévia do material em texto

1/3
Colisão de aglomerados de galáxias do Titanic no Universo
primitivo desafia cosmologia padrão
Imagem colorida composta do aglomerado de galáxias interagindo El Gordo, mostrando luz de raios-X
do Observatório de Raios-X Chandra da NASA em azul, dados ópticos do Very Large Telescope do
Observatório Europeu do Sul em emissão vermelha, verde e azul e infravermelho do Telescópio Espacial
Spitzer da NASA em vermelho e laranja.
Uma colisão de dois aglomerados maciços de galáxias quando o Universo tinha metade da sua idade
atual não deveria ter acontecido de acordo com a teoria padrão da cosmologia, diz um novo estudo
realizado por um grupo internacional de astrônomos, incluindo um físico da Universidade de St Andrews.
De acordo com o modelo padrão de cosmologia da matéria escura fria Lambda-cd, as galáxias se
formam primeiro e só depois se combinam em aglomerados maiores de galáxias. Assim, os
aglomerados de galáxias devem levar muito tempo para aparecer na cena cósmica. O novo estudo,
publicado no Astrophysical Journal, desafia isso, mostrando que dois aglomerados de galáxias
extremamente grandes colidiram a uma velocidade muito alta quando o Universo tinha apenas metade
da sua idade atual.
O par de aglomerados em questão é conhecido como El Gordo – que significa “O Gordo” em espanhol –
um nome apt dada a sua massa é cerca de 2000 trilhões de vezes o do Sol (2 seguidos de quinze
zeros). O novo estudo usa uma estimativa atualizada de sua massa que é muito mais precisa. Isso
remove uma importante fonte de incerteza em um estudo anterior dos mesmos autores sobre o quão
problemático El Gordo é para o DCDM.
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/1538-4357/ace62a
2/3
A massa foi estimada usando a deflexão da luz das galáxias de fundo, cuja forma parece distorcida
graças à atração gravitacional de El Gordo - um pouco como uma lupa. Esta massa de “lentes fracas” foi
obtida usando o Telescópio Espacial Hubble, mas concorda com os resultados mais recentes do
Telescópio Espacial James Webb e outros estudos usando outros métodos. A massa tem agora uma
modesta incerteza de 10%.
A pesquisa, liderada por Elena Asencio, estudante de doutorado da Universidade de Bonn, usou
simulações detalhadas previamente publicadas da interação para estimar a velocidade com que os
aglomerados colidiram. Os autores então procuraram uma simulação cosmológica menos detalhada do
CDM cobrindo um volume muito grande para procurar pares de cluster simulados. O objetivo era contar
quantos deles são amplamente análogos ao que El Gordo era pouco antes da colisão. Isso foi feito com
um método inovador de “tomografia de luz” que considera que objetos mais distantes são vistos mais
para trás no tempo, quando havia menos estrutura.
Os resultados revelaram que a tensão com o MDM é muito grave para qualquer velocidade de colisão
plausível. Além disso, a incerteza remanescente na massa de El Gordo não desempenha mais um papel
significativo.
Elena disse: “Os resultados do nosso estudo anterior foram questionados por alguns cientistas uma vez
que uma estimativa em massa atualizada para El Gordo foi publicada e veio um pouco menor. Isso reduz
a tensão com o CDM, mas ainda é altamente significativo para qualquer velocidade de colisão plausível.
Centenas de simulações detalhadas mostram que El Gordo não pode se parecer com as fotos com uma
velocidade de colisão muito mais lenta que poderia surgir plausivelmente em CDM.
Embora seja possível obter uma simulação que se pareça com El Gordo com uma colisão mais rápida,
tal evento é muito raro no CDM. Isso ocorre porque seria muito incomum encontrar dois aglomerados tão
massivos a uma distância impressionante em um estágio tão inicial da história cósmica. Além disso,
exigir que eles se acamem em direção uns aos outros a uma alta velocidade, aumenta a credibilidade. O
novo estudo e a medição de massa mais precisa podem levar a mais esforços para simular El Gordo
para entender melhor esse objeto enigmático.
El Gordo não é o único exemplo de uma colisão de cluster em desacordo com o CDM. O Dr. Indranil
Banik, da Escola de Física e Astronomia de St Andrews, que desenvolveu a análise estatística usada
neste projeto, disse: “O Aglomerado de Balas é outro exemplo de uma colisão altamente energética
entre dois aglomerados de galáxias, embora em uma época posterior. Tirada em combinação com El
Gordo, a situação torna-se ainda pior para o CDM. E vários outros exemplos são conhecidos e
mencionados em nosso estudo.
Há também vários estudos que mostram que as galáxias individuais parecem se formar muito mais
rapidamente do que o esperado no TDM, em grande parte graças aos dados muito recentes de James
Webb. Sobre o contexto mais amplo dos resultados de El Gordo, Pavel Kroupa, professor da
Universidade de Bonn e da Universidade Charles, em Praga, disse: “Há agora muita evidência de que a
formação de estruturas no Universo ocorreu mais rápido do que o esperado no CDM. Atualmente,
estamos explorando outras linhas de evidência para isso.”
https://academic.oup.com/mnras/advance-article/doi/10.1093/mnras/staa3441/5956544?guestAccessKey=82a69f32-f58f-4216-ac34-7f202334d24d
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ac9a50
3/3