Astrônomos obtiveram a melhor imagem de raios X já vista dos primeiros 5 minutos do Universo

O hélio continha as pistas que faltavam, mas era preciso saber onde procurá-lo

Raio X No Universo 1
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Laura Vieira

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Laura Vieira

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Jornalista recém-formada, com experiência no Tribunal de Justiça, Alerj, jornal O Dia e como redatora em sites sobre pets e gastronomia. Gosta de ler, assistir filmes e séries e já passou boas horas construindo casas no The Sims.

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Embora a teoria do Big Bang sobre a origem do Universo pareça ser uma das ideias mais amplamente aceitas na ciência, até mesmo os astrônomos discordam . Enquanto muitos especialistas a consideram a teoria que resolve a maioria dos problemas cosmológicos de uma só vez, outros acreditam que há muitas peças que não se encaixam. Para saber exatamente o que aconteceu, o ideal seria viajar de volta ao alvorecer do Universo e estudar o que ocorreu. Mas, é claro, isso não é fácil. De modo geral, os cálculos realizados apresentam um grau de incerteza que exige cautela.

Portanto, o fato de os cientistas terem conseguido determinar o que aconteceu nos primeiros 5 minutos do Universo com uma incerteza de apenas 0,5% é um marco considerável. Embora, novamente, seja outro marco que deve ser abordado com cautela. Essa é a natureza da astronomia.

Três sinais reveladores do nascimento do Universo. Existem três fenômenos que os cientistas consideram para estudar os primeiros momentos do Universo: a radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a expansão do Universo e o hélio primordial. Os dois primeiros foram amplamente estudados. No entanto, o terceiro, embora tenha sido calculado, não recebeu tanta atenção dos astrônomos. Além disso, aqueles que o mediram obtiveram cálculos com muita incerteza. Agora, uma equipe de pesquisadores da Universidade de Minnesota descobriu uma maneira muito mais precisa de calculá-lo.

Melhor algumas galáxias do que muitas . Normalmente, os cálculos de hélio primordial são feitos analisando muitas galáxias com baixa metalicidade e extrapolando seus dados para o que aconteceria em galáxias com metalicidade zero. Em astronomia, todos os elementos, exceto hidrogênio e hélio, são conhecidos como metais; portanto, quanto mais primitiva uma galáxia, menor sua metalicidade. O problema é que essa extrapolação não é simples, daí o alto grau de incerteza. Por isso, esses cientistas quiseram selecionar algumas galáxias pequenas com metalicidade extremamente baixa, para que pudessem ser vistas como uma cápsula do tempo.

Novos instrumentos . Eles escolheram 15 galáxias, mas havia um problema. Por serem tão pequenas, não podiam ser analisadas completamente com os telescópios disponíveis. Portanto, recorreram aos espectrógrafos MODS, desenvolvidos na Universidade Estadual de Ohio. Segundo os autores do estudo, esse instrumento havia sido projetado para algo assim, sendo ideal para finalmente desvendar a incerteza em torno dos primeiros minutos do Universo.

Graças a isso, eles detectaram 10 linhas espectrais associadas ao hélio e 15 relacionadas ao hidrogênio, que já eram conhecidas, mas não podiam ser estudadas em profundidade usando extrapolação a partir de grandes galáxias. Isso permitiu corrigir pequenos erros e criar uma imagem mais precisa dos primeiros minutos do Big Bang, com uma incerteza de apenas 0,5%.

25% de hélio. As teorias sobre o Big Bang e os momentos subsequentes indicam que, com as temperaturas extremamente altas geradas imediatamente depois, partículas chamadas quarks se formaram primeiro, seguidas por prótons e nêutrons. A fusão destas produziria deutério, que então colidiria com mais prótons, nêutrons ou deutério para formar hélio. No entanto, nos momentos iniciais do Big Bang, as temperaturas eram tão extremas que havia energia em excesso , e o deutério foi destruído. Assim que a temperatura diminuiu ligeiramente, a produção pôde começar, mas chegou um ponto em que ficou frio demais para a reação continuar.

Tudo isso dura cerca de 3 a 5 minutos, segundo fontes. Pelo menos, era o que sugeriam as hipóteses existentes. Com o tempo, os níveis de hélio mudariam devido à formação de estrelas, mas nesses momentos iniciais, o hélio seria um subproduto do Big Bang. Agora, graças a este novo estudo, a hipótese está ganhando força, já que 25% da massa foi detectada como hélio nesses primeiros minutos. Isso é o que os cálculos previram e agora também é o que os espectrógrafos observaram.

Um ponto a favor do Modelo Padrão da Física . Evan Skillman, um dos autores do estudo, mencionou que esta é possivelmente uma das descobertas mais importantes de seus 40 anos de carreira. Ao medir com tão pouca incerteza o que aconteceu nos primeiros cinco minutos do Universo, o Modelo Padrão da Física é corroborado. As observações dão razão àqueles que fizeram previsões baseadas unicamente em cálculos.

Texto traduzido e adaptado do portal parceiro Xataka Espanha.

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