Cientistas usaram uma simulação computacional para prever como o Universo jovem era 500 milhões de anos após o Big Bang.
As imagens, produzidas por cientistas do Instituto para a Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, mostram o "Amanhecer Cósmico" - a formação das primeiras grandes galáxias no Universo. O Amanhecer Cósmico surge quando as galáxias começam a tomar forma dos detritos de estrelas massivas que explodiram pouco depois do começo do Universo. Os cálculos dos investigadores prevêm onde estas galáxias apareceram e como evoluíram até hoje em dia, ao longo de 13 mil milhões de anos.
Os cientistas esperam que os seus achados, que realçam as galáxias ricas em formação estelar, avancem o nosso conhecimento da matéria escura - uma misteriosa substância que se acredita constituir 80% da massa do Universo. A gravidade produzida pela matéria escura é um ingrediente essencial na formação galáctica e ao estudar os seus efeitos, os cientistas esperam eventualmente aprender mais sobre este material.
A pesquisa foi publicada no Boletim Mensal da Sociedade Astronómica Real e foi apoiada pelo Conselho Científico e Tecnológico (STFC) e pela Comissão Europeia.
O trabalho combinou uma gigantesca simulação que ilustra como as estruturas crescem na matéria escura com um modelo que mostra como a matéria normal, como gás, se comporta para prever o crescimento das galáxias. O gás sente a influência da gravidade da matéria escura e é aquecido antes de arrefecer ao libertar radiação e formar estrelas.
As imagens da simulação mostram quais as galáxias que vigorosamente formam mais estrelas numa dada altura. Embora as galáxias sejam maiores na actualidade, a velocidade com que formam novas estrelas caíu muito quando comparada com aquela do Universo jovem.
Os cálculos da equipa de Durham, suportada por cientistas da Universidade Católica em Santiago, Chile, podem ser testados contra novas observações que remontam até aos primeiros estágios da história do Universo, quase mil milhões de anos depois do Big Bang.
O autor do estudo, Alvaro Orsi, investigador pós-licenciado do Instituto para a Cosmologia Computacional (ICC) da Universidade de Durham, afirma: "Estamos efectivamente a olhar para trás no tempo, e ao fazê-lo esperamos aprender como é que as galáxias, como a nossa, se formaram, e aprender mais sobre a matéria escura. A presença da matéria escura é a chave da construção galáctica - sem ela não estaríamos aqui hoje."
O Dr. Carlton Baugh, co-autor, da Sociedade Astronómica Real, no ICC, comenta: "A nossa pesquisa prevê quais as galáxias que crescem através da formação estelar em diferentes alturas da história do Universo e como estas se relacionam com a matéria escura. Damos ao computador o que pensamos ser a receita para a formação galáctica e vemos o que é produzido, que é depois testado contra as observações das galáxias reais."
O Professor Keith Mason, Chefe Executivo do Conselho Científico e Tecnológico, realça: "A cosmologia computacional desempenha um papel importante no nosso conhecimento do Universo. Não só estas simulações nos permitem olhar para trás no tempo, até ao princípio do Universo, como também complementam o trabalho e observação dos nossos astrónomos."
Em relação às imagens: os tons verdes representam a matéria escura, um ingrediente essencial na formação galáctica, enquanto os cículos mostram a velocidade de formação estelar nas galáxias. As diferentes cores dos cículos representam a variação na luminosidade de formação estelar, sendo o amarelo (quando presente) o mais brilhante.
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O Universo 590 milhões de anos depois do Big Bang.
Crédito: Alvaro Orsi, Instituto para a Cosmologia Computacional, Universidade Durham
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O Universo mil milhões de anos depois do Big Bang.
Crédito: Alvaro Orsi, Instituto para a Cosmologia Computacional, Universidade Durham
(clique na imagem para ver versão maior)
O Universo mil e novecentos milhões de anos depois do Big Bang.
Crédito: Alvaro Orsi, Instituto para a Cosmologia Computacional, Universidade Durham
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O Universo, hoje.
Crédito: Alvaro Orsi, Instituto para a Cosmologia Computacional, Universidade Durham
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