Um estudo conduzido por uma equipe liderada pela Universidade de Chicago, nos EUA, utilizou dados do Dark Energy Survey (DES) – um extenso projeto internacional de astronomia voltado a investigar a natureza da energia escura – para mapear e analisar a distribuição de imensos aglomerados de galáxias espalhados pelo céu como gigantescos “condomínios cósmicos”.
Com base em observações acumuladas ao longo de seis anos em uma instalação nos Andes chilenos, os pesquisadores examinaram como esses conjuntos de galáxias se organizam no espaço e o que esse padrão pode revelar sobre as leis fundamentais que governam o Universo — desde a influência da matéria e da energia escuras até a solidez do modelo cosmológico mais aceito atualmente, o Lambda-CDM. Os resultados estão descritos em um artigo disponível no servidor de pré-impressão arXiv, onde aguardam revisão por pares para validação e publicação.
Aglomerado de galáxias SpARCS1049. Crédito: NASA/STScI/ESA/JPL-Caltech/McGill
Em resumo:
Estudo mapeou a distribuição de aglomerados de galáxias para testar teorias sobre a formação e evolução do Universo;
Resultados são consistentes com o modelo Lambda-CDM, referência atual em cosmologia;
Análise ajuda a esclarecer a “tensão S8”, ligada ao grau de aglomeração da matéria no cosmos;
Equipe aprimorou controles para efeitos que confundem contagens de aglomerados, como a sobreposição de sistemas no mesmo campo de visão;
Trabalho prepara terreno para a próxima geração de telescópios, que ampliará muito o mapa de aglomerados.
Aglomerados de galáxias, S8 e o que o novo mapa revela
Os aglomerados de galáxias estão entre as estruturas mais massivas conhecidas e funcionam como um laboratório natural para investigar forças invisíveis, como matéria escura e energia escura.
Por serem tão grandes, seus sinais revelam com mais clareza como a gravidade amarra as galáxias e como a energia escura acelera a expansão do Universo. Em estudos anteriores, porém, apareceram discrepâncias sutis entre diferentes métodos de medição do “grau de aglomeração” do cosmos – parâmetro que os pesquisadores chamam de S8.
Em linhas gerais, alguns levantamentos baseados em lente gravitacional fraca indicaram um Universo ligeiramente menos “aglomerado” do que o sugerido pelas evidências do Universo primordial.
Equipado com a maior câmera digital do mundo, o Observatório Vera C. Rubin deve ajudar a multiplicar o número de aglomerados detectados e mapeados. Crédito: RubinObs/NOIRLab/SLAC/DOE/NSF/AURA/B. Quint
Neste novo trabalho, a equipe recorreu aos aglomerados para testar a mesma questão sob outro ângulo. Ao refinar a contagem e a distribuição desses agrupamentos (e tratar com cuidado armadilhas observacionais, como quando aglomerados distintos se projetam na mesma linha de visão) os pesquisadores encontraram um quadro em acordo com as previsões do modelo Lambda-CDM. “Nossos resultados mostram que o modelo Lambda-CDM descreve bem o Universo observável”, afirma Chun-Hao To, bolsista de pós-doutorado na Universidade de Chicago e primeiro autor de um dos artigos da análise, em um comunicado.
Estudo conecta o Universo jovem ao atual
Parte do desafio está em transformar um mapa celeste repleto de estruturas sobrepostas em uma medida confiável do estado do Universo. Pequenas falhas de contagem podem sugerir, equivocadamente, uma quantidade de matéria escura diferente da real. “Como os aglomerados são uma medida tão sensível, se contássemos menos aglomerados, por exemplo, concluiríamos que há uma quantidade diferente de matéria escura no Universo”, explica Chihway Chang, professora associada de astronomia e astrofísica na UChicago e autora sênior do estudo.
Ao reunir métodos de análise independentes, o estudo fortalece a consistência entre o “Universo atual”, visto nos aglomerados, e o “Universo jovem”, revelado pela radiação cósmica de fundo. “Essa abordagem de usar aglomerados de galáxias como teste para grandes questões cosmológicas é, de certa forma, independente de outras medições”, acrescenta Chang. Segundo os autores, esse cruzamento de técnicas aumenta a confiança coletiva nas conclusões, pois resultados convergentes vindos de caminhos distintos tendem a ser mais sólidos.
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O trabalho também é um passo metodológico importante: ele apresenta um esquema de análise pronto para receber a avalanche de dados da próxima década. Novos observatórios, como o Vera C. Rubin, instalado no Chile, e o futuro Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, devem multiplicar o número de aglomerados detectados e mapeados. “Estamos felizes em demonstrar um esquema de análise que nos fornece um ângulo diferente sobre o Universo”, diz To. Com catálogos mais extensos, será possível testar com ainda mais precisão as bases do modelo cosmológico e observar sinais sutis de física além do conhecido.
Ilustração do Telescópio Espacial Nancy Grace Roman, futuro aliado na busca por novos aglomerados de galáxias. Crédito: NASA’s Goddard Space Flight Center
Esses resultados reforçam que a “receita” padrão do Universo continua de pé, enquanto as novas ferramentas prometem refinar esse retrato. Isso significa previsões mais seguras sobre a evolução cósmica e um entendimento mais claro do papel da matéria e da energia escuras – elementos invisíveis, mas centrais, para explicar por que as galáxias se agrupam e como o espaço se expande.
Com cada novo aglomerado confirmado, o retrato do cosmos se torna mais definido. Novos traços nesse mapa revelam como o Universo se moldou ao longo de eras e sugerem os caminhos que ele ainda pode percorrer.
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