Fóssil do Big Bang com um bilhão de anos-luz de largura!

E foi em setembro de 2014 que a descoberta foi anunciada Laniakia (“Céu Imensurável” ou “Horizonte Celestial Imensurável”, em havaiano), prof. SupermassivoSupermassivo (superconjunto, Em inglês) de GaláxiasGaláxias Inclui o supergrupo de Virgem, do qual via Lácteavia Láctea. Devemos isso a uma equipe internacional deCientistas astronômicosCientistas astronômicos Brent Tully, da Universidade do Havaí em Manoa, Hélène Courtois, da Universidade de Leon I, Yehuda Hoffman, da Universidade Hebraica de Jerusalém, e Daniel Bomarede, do CEA.

Richard Brent Tully já havia se destacado ao descobrir com J. Richard Fisher uma relação que permite o distanciamento de A Galáxia espiralGaláxia espiralÉ um método experimental conhecido hoje internacionalmente como Lei Tully-Fisher. O investigador norte-americano publicou hoje um novo artigo na revista Jornal Astrofísico Com Daniel Bomarede e seu colega australiano Colan Howlett.

Os três homens anunciaram sua descoberta nove anos depois Hollelanatermo de cantoriacantoria Criação havaiana, o KomolipoO que evoca a origem do mundo. É uma das grandes estruturasserser Piscina observável Um grupo de galáxiasUm grupo de galáxias. Neste caso, uma espécie de casca esférica com volume de cerca de um bilhãoAno luzAno luz No diâmetro onde há maior densidade de aglomerados de galáxias com o superaglomerado Bouvier no centro (sapatoem inglês) a uma distância de 820 milhões de anos-luz da Via Láctea.

Previsão de meio século

Esta é a primeira vez que uma esfera deste tipo é iluminada diretamente através da medição das distâncias e velocidades das galáxias para mapear galáxias. UniversoUniverso Pode ser notado. No entanto, é um exemplo de estrutura que já foi descoberta indiretamente através da realização de análises científicas das chamadas correlações estatísticas em amostrasamostras Populações de galáxias e aglomerados de galáxias. Essas estruturas esféricas são manifestações das chamadas ondas acústicas bariônicas, ou BAO (Oscilações acústicas bariônicas).

Como explica Daniel Bomarede TwitterTwitterEstas bolhas galácticas foram previstas há quase 50 anos pelo vencedor do Prémio Nobel de Física, James Peebles. Mas, na verdade, já tinha sido previsto no âmbito daquilo que Andrei Sakharov chamou de teoria fria do Big Bang já em meados da década de 1960, alguns anos antes de Peebles. Hoje apenas nos referimos ao trabalho do Prémio Nobel com um dos seus colegas no que se refere a uma teoria a grande explosãoa grande explosão Quente, que é a conquista final de Modelo Padrão de CosmologiaModelo Padrão de Cosmologiao que “talvez” não seja o caso Substância negraSubstância negra ninguémEnergia escuraEnergia escura.

Os BAOs, em particular, são um fenômeno que os cosmólogos usam há anos para medir parâmetros do Modelo Padrão da cosmologia, como a constante de Hubble-Lemaitre, a curvatura do universo ou a energia escura. Podemos considerar que Ho’oleilana é uma espécie de fóssilfóssil O Big Bang, embora de alguma forma tenha nascido cerca de 380 mil anos depois, na época Radiação fóssilRadiação cósmica foi emitido.

Neste ponto, o leitor deve estar se perguntando o que são essas oscilações acústicas bariônicas, como às vezes são chamadas, há algum tempo.

Durante o Big Bang, de acordo com o Modelo Padrão, são produzidas flutuações quânticas na densidade da matéria que fazem com que as concentrações de matéria escura entrem em colapso rapidamente. Estas concentrações atraem matéria bariónica comum composta por protões e neutrões, mas ao contrário da matéria escura, estes bárions são sensíveis à força electromagnética, de modo que o gás de fotões que envolve toda a matéria resiste à sua pressão sobre a matéria bariónica. Isto resulta em ondas sonoras esféricas que se propagam, tal como as ondas fazem em torno dos pontos de impacto das gotas de chuva num lago, e como mostrado nesta animação. Essas ondas interferem, mas quando os átomos se formam no momento da recombinação, a pressão de radiação deixa de existir e as bolhas de matéria congelam. Bem, quase, porque a expansão do espaço fará com que ele se expanda. ©Castro

BAOs, ondas sonoras que viajam à metade da velocidade da luz

Após o início do universo visível e pelo menos há algum tempo NucleossínteseNucleossíntese Primal, a poucos minutos do lendário Hora de PlanckHora de PlanckO universo é uma confusão de bárions emparelhados fótonsfótonsO chuveiro já está ligado TemaTema preto.

Então são geradas flutuações na densidade da matéria escura ondas sonorasondas sonoras Objetos esféricos se afastam a cerca de metade da velocidade da luz de regiões com excesso de densidade de matéria escura. De uma vez RemontarRemontarquando eu átomosátomos Ondas neutras aparecem 380 mil anos após o Big Bang, a luz é separada da matéria bariônica e a frente dessas ondas sonoras impulsionadas pelo fluxo de fótons é temporariamente congelada.

Como resultado, regiões de densidade excessiva de matéria comum formando conchas (cujo diâmetro é determinado pela velocidade das ondas sonoras geradas por oscilações acústicas) se formam no universo observável. Essas regiões serão locais distintos para a formação de galáxias e seu acúmulo na forma de aglomerados. Mais tarde, a presença cada vez mais dominante da energia escura (o que não acontecia nos primeiros mil milhões de anos) afectará a taxa de crescimento dos aglomerados de galáxias.

Em primeiro lugar, se considerarmos uma grande amostra de galáxias na superfície de uma esfera centrada pelo observador da Terra (e, portanto, ao mesmo tempo na história do universo e à mesma distância de nós para cada galáxia) e se considerarmos medir as distâncias entre dois pares, um excesso desses pares aparecerá para um valor de distância associado ao valor das cascas de materiais que discutimos anteriormente, conforme mostrado no vídeo acima.

Excelente exibição para BAOs. Para uma tradução francesa bastante precisa, clique no retângulo branco no canto inferior direito. A tradução em inglês deverá então aparecer. Em seguida, clique na porca à direita do retângulo, depois em “Traduções” e por fim em “Traduzir automaticamente”. Selecione “Francês”. © PBS Espaço-Tempo

Chave para o estudo da energia escura

Temos então uma espécie de escala padrão cujo comprimento intrínseco é conhecido num determinado período da história cósmica. Medindo o valor aparente deste comprimento para nós, podemos deduzir a distância absoluta. Se medirmos diferentes mudanças espectrais, podemos traçar uma curva ligando a distância cósmica, a mudança espectral e as medições de distância e tempo, tornando possível estimar as velocidades de expansão do espaço em uma determinada data. Ela joga esse jogo, mas com brilhobrilho Padrões de brilho claros – o que são SupernovasSupernovas SN Ia – Acabamos de detectar a expansão acelerada do espaço ao longo dos últimos bilhões de anos.

Porém, dependendo de qual modelo cosmológico considerarmos, com ou sem energia escura, é este último ou não Constante cosmológicaConstante cosmológica, não obtemos a mesma curva. Da mesma forma, a taxa de crescimento dos aglomerados de galáxias não é a mesma. É portanto uma segunda forma, com as supernovas, de provar a existência da energia escura e explorar a sua natureza.

BAOs e Ho’oleilana. © Danielle Bomarede

Chega de teoria sobre Hula’ilana, mas para a prática, esta descoberta é o resultado mais recente de um programa lançado no final dos anos 2000 Helen Courtois e Brent Tully sob o nome de “Cosmic Streams”. O primeiro foi baseado em um catálogo de velocidades de 1.700 galáxias, mas ao longo dos anos passamos de Cosmicflows-1 para Cosmicflows-1. Fluxos cósmicos-4 Com 30.000 galáxias. “Daniel Bomarede” Responsável pelo mapeamento, visualização, 3D e interativo do catálogo Cosmicflows desde 2010. Conforme indicado no comunicado de imprensa da CEA, que concluiu com as seguintes declarações:

” Ho’oleilana tem as propriedades geométricas de uma oscilação bariônica acústica esperada em teoria, incluindo o surgimento de um superaglomerado rico em seu centro, mas com mais potência do que o esperado. Ho’oleilana é um pouco maior que o esperado e Constante de HubbleConstante de Hubble que podemos inferir do seu tamanho é consistente com as medições no universo local (supernovas, CefeidasCefeidas…) e em tensão com medições feitas no universo distante (Planck com CMB, SDSS e quasaresquasares…).

Dados prospectivos mais aprofundados, como os de Instrumento de espectroscopia de energia escura (Desi) ou 4Hemisfério MAIS claro Poderia tornar possível detectar estruturas semelhantes em outras partes do universo próximo. Os pesquisadores usarão esses dados para estudar e confirmar mais detalhes sobre Ho’oleilana, BAO e a taxa de expansão do universo. »

Lembremos que existe uma tensão na cosmologia entre as duas principais medidas da constante de Hubble-Leômetro.

Em fevereiro de 2023, Daniel Pomaridy, cosmólogo do CEA, veio à CentraleSupélec para falar sobre seu trabalho de pesquisa sobre aglomerados de galáxias gigantes. © CosmiCS, Clube de Astronomia CentraleSupélec