O fundo cósmico de micro-ondas, este fóssil do Big Bang, colocado em questão 💡
Os pesquisadores das universidades de Bonn, Praga e Nanjing propõem uma visão diferente da formação das galáxias elípticas. Seu estudo, publicado na Nuclear Physics B, sugere que a intensidade do fundo cósmico de micro-ondas pode ter sido superestimada. Essas galáxias, entre as primeiras a se formarem, teriam emitido uma luz tão intensa que se sobreporia ao sinal primordial.
Um mapa do fundo cósmico de micro-ondas.
Crédito: ESA e a colaboração Planck. noirlab.edu/public/images/CMB.
O modelo padrão da cosmologia se baseia em uma leitura precisa do fundo cósmico de micro-ondas. Essa radiação, emitida 380.000 anos após o Big Bang, é considerada uma prova da validade da teoria. As variações mínimas de sua intensidade permitiram entender como a matéria se aglomerou para formar as primeiras estruturas.
Pavel Kroupa e Eda Gjergo calcularam o impacto das galáxias elípticas nesse sinal. Sua formação rápida e luminosidade extrema poderiam explicar parte, ou mesmo a totalidade, do fundo cósmico de micro-ondas. Essa descoberta representa um sério problema para o modelo padrão, que pode exigir revisões importantes.
As galáxias elípticas se formaram em apenas algumas centenas de milhões de anos. Sua luz, viajando por quase 13,8 bilhões de anos, ainda seria detectável hoje. Os pesquisadores estimam que ela contribuiria com pelo menos 1,4% para o fundo cósmico de micro-ondas, confundindo assim as medidas originais.
Essa sobreposição de sinais questiona a interpretação das variações do fundo cósmico. Essas variações, cruciais para explicar a formação das galáxias, poderiam na realidade ser influenciadas pela luz das galáxias elípticas. Tal descoberta exigiria repensar completamente as primeiras etapas do Universo.
A galáxia elíptica gigante ESO 325-G004 brilhava 10.000 vezes mais durante sua formação do que hoje. Essas galáxias iluminaram brevemente todo o Universo.
Crédito: NASA, ESA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA); J. Blakeslee (Washington State University)
O estudo abre assim novas perspectivas sobre a formação das galáxias e a história do Universo. Se esses resultados se confirmarem, poderão levar a uma revisão importante das teorias cosmológicas atuais. As próximas observações terão que decidir entre essas diferentes interpretações.
O que é o fundo cósmico de micro-ondas?
O fundo cósmico de micro-ondas é a luz mais antiga do Universo, emitida cerca de 380.000 anos após o Big Bang. Corresponde ao momento em que o Universo se tornou frio o suficiente para que elétrons e prótons se unissem em átomos de hidrogênio, tornando o Universo transparente à luz.
Essa luz fóssil chega até nós hoje na forma de micro-ondas, devido à expansão do Universo, que esticou seu comprimento de onda. Ela é considerada uma das principais evidências da teoria do Big Bang, oferecendo um instantâneo do Universo em seus primórdios.
As variações mínimas de temperatura nesse fundo cósmico de micro-ondas são cruciais. Elas refletem as flutuações de densidade da matéria no Universo primordial, que depois deram origem às galáxias e aglomerados de galáxias. Essas variações são, portanto, essenciais para entender a estrutura atual do Universo.
No entanto, o novo estudo sugere que essas variações podem ser em parte devidas à luz das primeiras galáxias elípticas. Isso questionaria nossa compreensão da formação das estruturas cósmicas e exigiria rever os modelos existentes.
Como se formam as galáxias elípticas?
As galáxias elípticas estão entre as mais antigas e massivas do Universo. Elas se caracterizam por sua forma esférica ou elipsoidal e pela ausência de braços espirais. Ao contrário das galáxias espirais, elas contêm pouco gás e poeira, e sua formação de estrelas é geralmente muito baixa.
Essas galáxias teriam se formado durante colisões e fusões entre galáxias menores, em um Universo ainda jovem. Esses processos violentos comprimem o gás, desencadeando uma intensa formação de estrelas em um tempo relativamente curto. Isso explica sua luminosidade extrema durante sua formação, como sugere o estudo.
A formação rápida das galáxias elípticas teve um impacto significativo em seu ambiente. Sua luz intensa pode ter ionizado o gás ao redor, influenciando a formação das gerações seguintes de galáxias. Essa interação entre galáxias e seu meio é uma área de pesquisa ativa em astrofísica.
Se as galáxias elípticas realmente contribuíram para o fundo cósmico de micro-ondas, isso também implica que sua formação deixou uma marca duradoura no Universo. Essa descoberta pode ajudar a entender melhor os processos físicos em ação nos primeiros estágios do Universo.