Pela primeira vez, os pesquisadores criaram simulações que recriam diretamente o ciclo de vida completo de alguns dos maiores aglomerados de galáxias observados no universo distante há 11 bilhões de anos.
Simulações cosmológicas são críticas para determinar como o universo se tornou o que é hoje, mas muitas delas geralmente não correspondem ao que os astrônomos observam em telescópios.
A maioria deles é projetada para corresponder ao universo real apenas em um sentido estatístico. Por outro lado, simulações cosmológicas limitadas são projetadas para reproduzir diretamente as estruturas que realmente observamos. No entanto, a maioria das simulações existentes desse tipo foram aplicadas ao nosso universo local, ou seja, próximo à Terra, mas nunca foram aplicadas a observações do universo distante.
Um grupo de cientistas do Instituto de Física e Matemática do Universo. Kavli estava interessado em estruturas distantes, como protoaglomerados massivos de galáxias, que são os ancestrais dos aglomerados de galáxias modernos antes que eles pudessem se formar sob sua própria gravidade. Eles descobriram que os estudos atuais de protoclusters distantes às vezes eram excessivamente simplistas, o que significa que foram conduzidos usando modelos simples em vez de simulações.
Queríamos tentar desenvolver uma simulação completa de um universo real e distante para ver como as estruturas começam e terminam, dizem os pesquisadores. O resultado foi COSTCO (Constrained COsmos Field Simulation).
Os cientistas dizem que desenvolver uma simulação é muito semelhante a construir uma máquina do tempo. Como a luz de um universo distante só agora está chegando à Terra, as galáxias vistas pelos telescópios hoje são um instantâneo do passado.
É como encontrar uma velha foto em preto e branco do seu avô e fazer um vídeo de sua vida.
Nesse sentido, os pesquisadores tiraram fotos de jovens galáxias progenitoras no universo e depois avançaram suas idades para estudar como os aglomerados de galáxias se formariam.
A luz das galáxias que os pesquisadores usaram viajou 11 bilhões de anos-luz para chegar até nós. A parte mais difícil foi levar em conta o ambiente de grande escala.
Isso é algo muito importante para o destino dessas estruturas, sejam elas isoladas ou conectadas a uma estrutura maior. Se você não levar em conta o ambiente, obterá respostas completamente diferentes. Consideramos consistentemente um ambiente escalável porque temos uma simulação completa e, portanto, nossa previsão é mais estável”, disse o autor Metin Ata.
Outra razão importante pela qual os pesquisadores criaram essas simulações foi testar o modelo cosmológico padrão que é usado para descrever a física do universo.
Ao prever a massa final e a distribuição final das estruturas em um determinado espaço, os pesquisadores podem descobrir inconsistências anteriormente não detectadas em nossa compreensão atual do universo.
Usando suas simulações, os pesquisadores conseguiram encontrar evidências da existência de três protoaglomerados de galáxias já publicados e refutar uma estrutura.
Além disso, eles foram capazes de identificar mais cinco estruturas que se formavam continuamente em suas simulações. Isso inclui o Hyperion Proto-Superaglomerado, o maior e mais antigo proto-superaglomerado conhecido até hoje, que tem 5.000 vezes a massa da nossa Via Láctea e entrará em colapso em um grande filamento de 300 milhões de anos-luz de comprimento, determinaram os pesquisadores.
Seu trabalho já está sendo aplicado a outros projetos, incluindo estudos do ambiente cosmológico das galáxias e as linhas de absorção de quasares distantes.
Os detalhes do estudo foram publicados na revista Nature Astronomy.
2022-06-14 18:24:42
Autor: Vitalii Babkin