Como o Universo se parecia no início de sua história, apenas 500 milhões de anos após o Big Bang? Atualmente, não temos como "olhar" para trás tão longe com nossos telescópios, mas os cosmólogos da Universidade de Durham, no Reino Unido, usaram uma simulação em computador para prever como o Universo primitivo apareceria. As imagens retratam o "Cosmic Dawn" e calculam a formação das primeiras grandes galáxias. A simulação também tenta discernir o papel que a matéria escura desempenhou na formação de galáxias. "Estamos efetivamente olhando para trás no tempo e, assim, esperamos aprender como galáxias como a nossa foram feitas e entender mais sobre a matéria escura", disse Alvaro Orsi, principal autor do estudo do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham (ICC). ) "A presença de matéria escura é a chave para a construção de galáxias - sem a matéria escura, não estaríamos aqui hoje."
Nas imagens produzidas pela simulação por computador, os redemoinhos verdes representam a matéria escura, que os cientistas dizem ser um ingrediente essencial na formação das galáxias, enquanto os círculos mostram a taxa de formação de estrelas nas galáxias. Os diferentes círculos de cores representam a luminosidade variável da formação de estrelas, sendo o amarelo o mais brilhante. A imagem superior mostra o Universo como era 590 milhões de anos após o Big Bang, e a imagem abaixo mostra o Universo 1 bilhão de anos após o Big Bang, à medida que as taxas de formação de estrelas começam a subir.
As primeiras galáxias foram criadas a partir dos destroços de estrelas massivas que morreram explosivamente logo após o início do Universo. O cálculo de Durham prevê onde essas galáxias aparecem e como elas evoluem até os dias atuais, mais de 13 bilhões de anos depois. Embora as galáxias hoje sejam maiores, elas não estão formando estrelas tão rapidamente agora como eram no passado. "Nossa pesquisa prevê quais galáxias estão crescendo através da formação de estrelas em diferentes momentos da história do Universo e como elas se relacionam com a matéria escura", disse o co-autor Dr. Carlton Baugh. "Damos ao computador o que achamos ser a receita para a formação de galáxias e vemos o que é produzido, que é então testado contra observações de galáxias reais".
A simulação maciça mostra como as estruturas crescem na matéria escura com um modelo que mostra como a matéria normal, como o gás, se comporta para prever como as galáxias crescem. O gás sente a força da gravidade da matéria escura e é aquecido antes do resfriamento, liberando radiação e se transformando em estrelas. As imagens de simulação mostram quais galáxias estão formando estrelas mais vigorosamente em um determinado momento. A imagem abaixo mostra o Universo 1,9 bilhão de anos após o Big Bang, um período muito ativo de formações estelares nas galáxias.
Os cálculos da equipe de Durham, apoiados por cientistas da Universidade Católica, em Santiago, Chile, podem ser testados contra novas observações que remontam aos estágios iniciais da história do Universo quase um bilhão de anos após o Big Bang. O professor Keith Mason, diretor executivo do Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia, disse: “A cosmologia computacional desempenha um papel importante em nossa compreensão do universo. Não apenas essas simulações nos permitem olhar para trás no tempo para o Universo primitivo, mas também complementam o trabalho e as observações de nossos astrônomos. ”
Esta imagem mostra a Space Magazine, 13,6 bilhões de anos após o Big Bang. As galáxias não estão formando estrelas tão rapidamente agora como no passado.
A equipe espera que mais estudos e simulações dos efeitos da matéria escura nas galáxias ajudem os astrônomos a aprender mais sobre o que é essa substância onipresente.
Fonte: Conselho de Instalações de Ciência e Tecnologia
Instituto de Cosmologia Computacional, Universidade de Durham
Departamento de Física, Universidade de Durham
