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Quasares distantes habitam halos de matéria escura
« em: Fevereiro 21, 2007, 12:16:53 pm »
O Sloan Digital Sky Survey (SDSS-II) é um levantamento do céu que pretende cartografar a 3D um quarto do céu através de cerca de 1 milhão de objectos. Cientistas do programa SDSS-II usaram recentemente um mapa com mais de 4 000 quasares luminosos do Universo remoto para mostrar que estes faróis brilhantes estão dispostos em grupos densos. Super enxames gigantescos de quasares estão separados por muito espaço vazio. O forte agrupamento dos quasares mostra que estes se encontram em regiões onde a concentração de matéria negra tem uma massa muito elevada.

“Os mapas anteriores mostravam que os quasares mais próximos de nós se agrupavam como as galáxias normais,” explicou Yue Shen, líder do estudo e estudante da Universidade de Princeton. “Contudo, o agrupamento no nosso mapa é dez vezes mais intenso, a diferença entre uma fotografia de alto contraste e uma fotocópia desbotada."


Esta ilustração – com 360 milhões de anos-luz de comprimento – mostra a distribuição de matéria escura, de halos de massa elevada e de quasares luminosos numa simulação do Universo primitivo, vista 1,6 mil milhões de anos após o Big Bang. Estruturas filamentares a cinzento mostram a distribuição da matéria escura “invisível”. Os pequenos círculos brancos marcam os “halos” de concentração de matéria escura com massa 2 biliões de vezes a massa do Sol. Os círculos azuis maiores assinalam os halos de maior massa, mais de 7 biliões de vezes a massa do Sol, que albergam os quasares mais luminosos. O forte agrupamento de quasares nesta amostra do SDSS demonstra que estes residem nestes halos raros, de massa muito elevada. Crédito: Paul Bode and Yue Shen, Princeton University.

Os quasares são aglomerados brilhantes de gás a cair em espiral em buracos negros de massa elevada no centro do que seria uma galáxia normal, se isso não acontecesse. As suas luminosidades intensas fazem com que sejam vistos a distâncias enormes, e visto que a velocidade da luz é finita, os mapas desses quasares proporcionam um vislumbre da estrutura do Universo quando este tinha uma pequena fracção da idade actual.

“Os quasares encontram-se dentro de galáxias, que por sua vez se encontram em halos extensos de matéria escura invisível,” disse o astrónomo Michael Strauss da Universidade de Princeton e membro da equipa de Shen. “Numa galáxia típica, há 10 vezes mais massa de matéria escura que de estrelas".

“Não podemos observar os halos de matéria escura directamente,” Strauss explicou, “mas sabemos a partir de cálculos teóricos como é que estes se agrupam. Ao medir o agrupamento dos quasares, conseguimos inferir a massa dos halos onde estes habitam."

“Mostrámos que os quasares mais brilhantes, alimentados pelos buracos negros maiores, se encontram nos halos de maior massa do Universo primitivo, com vários biliões de vezes a massa do Sol,” adicionou Shen, “Isto é de grosso modo o que os cálculos teóricos prevêem.”

Em comparação com mapas antigos com algumas centenas de objectos, o SDSS permitiu a descoberta de mais quasares para lá dos 11 mil milhões de anos-luzde distância, a distância mínima da amostra usada por Shen. O estudo revelou que os quasares distantes são extremamente raros, com separações médias de 200 milhões de anos-luz. “Só com alguns milhares de objectos cartografados foi possível efectuar esta medida,” disse Gordon Richards da Universidade de Drexel e membro da equipa.

Devido ao facto da gravidade puxar a matéria escura para estruturas cada vez mais densas ao longo do tempo, a densidade dos aglomerados de matéria escura eram menos densos no início do Universo do que é hoje em dia.

Segundo o teórico Avi Loeb da Universidade de Harvard, as novas medições fornecem dados novos acerca do crescimento primitivo de buracos negros de massa muito elevada. “A existência de quasares brilhantes em tempos primitivos é um dos mistérios por resolver na cosmologia. Como é que os buracos negros cresceram até milhares de milhões de vezes a massa do Sol quando o Universo tinha apenas um décimo da sua idade actual? As medições do SDSS ajudar-nos-ão a encontrar uma resposta.”

Estes resultados estão descritos no artigo “Clustering of High Redshift (Z > 2.9) Quasars from the Sloan Digital Sky Survey”, aceite para publicação na revista científica The Astronomical Journal.

Fonte: Portal do Astrónomo
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