Os cientistas foram dotados de uma imagem mais clara da expansão do universo e da energia escura, a força misteriosa que impulsiona a aceleração desta expansão, do que nunca. Isto é cortesia da análise de dados de seis anos coletados pela Dark Energy Camera (DECam) montada no telescópio de 4 metros Víctor M. Blanco da Fundação Nacional de Ciência dos EUA.
Os dados analisados consistem em 758 noites de observações de um oitavo do céu realizadas pelo Pesquisa de Energia Escura (DES) Colaboração entre 2013 e 2019, durante o levantamento profundo e amplo do céu realizado usando a DECam de 570 megapixels, que registrou informações de 669 milhões de galáxias localizadas a bilhões de anos-luz de distância. Terra.
“Esses resultados do DES lançam uma nova luz sobre nossa compreensão do universo e sua expansão”, Regina Rameika, Diretora Associada do Escritório de Física de Altas Energias do Escritório de Ciência do Departamento de Energia, disse em um comunicado. “Eles demonstram como o investimento a longo prazo em investigação e a combinação de vários tipos de análise podem fornecer informações sobre alguns dos maiores mistérios do Universo.”
Um problema em expansão
Os primeiros indícios de energia escura foram descobertos em 1998, quando duas equipas separadas de astrónomos observaram supernovas distantes, descobrindo que quanto mais longe estavam, mais rapidamente se afastavam da Terra. Isso não apenas confirmou que o universo está se expandindo à medida que Edwin Hubble sugerido há um século, mas revelou de forma chocante que esta expansão está a acelerar. A energia escura é o nome dado ao que quer que esteja impulsionando essa aceleração. Nos 28 anos desde essa descoberta, os cientistas determinaram que a energia escura representa cerca de 68% do orçamento total de energia e matéria do cosmos. Também foi descoberto que a energia escura nem sempre dominou desta forma o universo de 13,8 mil milhões de anos; o seu efeito apenas “entrou em ação” e superou a força atrativa da gravidade em grandes escalas entre 3 e 7 bilhões de anos atrás. Estas descobertas apenas enfatizaram a necessidade de compreender o que é a energia escura.
Esta nova análise considerou supernovas do Tipo Ia, o mesmo tipo usado para descobrir a energia escura pela primeira vez, além de três outras sondas de estrutura e expansão cósmica. Esses outros fenômenos são as chamadas lentes gravitacionais fracas, um fenômeno que ocorre quando a luz de uma fonte de fundo passa por um objeto de grande massa e é curvada; o agrupamento de galáxias; e as chamadas oscilações acústicas bariônicas, flutuações de densidade no universo primitivo causadas por ondas de pressão congeladas no espaço cerca de 380.000 anos após o Big Bang. “É uma sensação incrível ver esses resultados com base em todos os dados e com todas as quatro sondagens que o DES planejou”, disse Yuanyuan Zhang, membro da Colaboração DES, do NOIRLab. “Isso era algo com que eu só ousaria sonhar quando o DES começou a coletar dados, e agora o sonho se tornou realidade”.
Utilizando os dados fornecidos pelo DECam e as técnicas descritas acima, a equipa do DES reconstruiu a distribuição da matéria ao longo dos últimos 6 mil milhões de anos de história cósmica. Eles então compararam esses resultados com dois dos modelos predominantes do universo. Estes são o modelo padrão da cosmologia, também conhecido como modelo Lambda Cold Dark Matter (LCDM), no qual a energia escura é estável ao longo do tempo; e o modelo estendido (cMDL), em que a energia escura pode evoluir ao longo do tempo.
Os resultados do DES conformaram-se bem com o LCDM, mas também se ajustaram perfeitamente ao cMDL.
Mas há um parâmetro que estes novos resultados consideram estar errado em comparação com ambos os modelos cósmicos: como se prevê que a matéria no universo moderno se aglomerará com base em medições do universo primitivo. Estas descobertas não só confirmaram que as galáxias modernas não se aglomeram como o LCDM ou o cO CDM prevê, mas a diferença entre as observações e a teoria tornou-se ainda mais pronunciada.
O próximo passo do DES será combinar os dados do DECam com observações de cerca de 20 mil milhões de galáxias do recentemente concluído Observatório Vera C. Rubin quando começa sua década Pesquisa Legada de Espaço e Tempo (LSST).
Isto deverá apresentar uma imagem ainda mais clara da história do universo e da natureza da energia escura.
“O DES tem sido transformador e o Observatório Vera C. Rubin nos levará ainda mais longe”, disse Chris Davis, Diretor do Programa da Fundação Nacional de Ciência. “A pesquisa sem precedentes do céu meridional realizada por Rubin permitirá novos testes de gravidade e lançará luz sobre a energia escura.”
A pesquisa da equipe foi submetida à revista Physical Review D e está disponível no site do repositório de artigos arXiv.
