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Astrofísicos podem ter encontrado a massa perdida do universo

“Ao encontrar essa massa perdida, poderemos resolver um dos maiores enigmas da astrofísica”, disse a Dra. Orsolya Kovacs, principal autora do estudo.

“Onde o Universo escondeu o tanto de sua matéria que compõe coisas como estrelas, planetas e nós?”

Dr. Kovacs e seus colegas usaram o Chandra para procurar e estudar filamentos de gás morno ao longo do caminho para um quasar, uma fonte brilhante de raios-X alimentada por um rápido crescimento do buraco negro supermassivo.

Este quasar, chamado H1821 + 643, está localizado a cerca de 3,4 bilhões de anos-luz da Terra.

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Se o componente de gás quente do WHIM estiver associado a esses filamentos, alguns dos raios X de H1821 + 643 seriam absorvidos por esse gás quente.

Portanto, os astrofísicos procuraram por uma assinatura de gás quente impressa na luz de raios X do quasar, detectada por Chandra.

Um dos desafios deste método é que o sinal de absorção pelo WHIM é fraco em comparação com a quantidade total de raios X provenientes do quasar. Ao pesquisar todo o espectro de raios X em diferentes comprimentos de onda, é difícil distinguir tais características fracas de absorção das flutuações aleatórias.

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Dr. Kovacs e co-autores superaram esse problema concentrando sua busca apenas em certas partes do espectro de luz de raios X, reduzindo a probabilidade de falsos positivos.

Eles fizeram isso primeiro identificando galáxias próximas à linha de visão de H1821 + 643 que estão localizadas na mesma distância da Terra que regiões de gás quente detectadas a partir de dados ultravioleta. Com essa técnica, eles identificaram 17 possíveis filamentos entre o quasar e nós e obtiveram suas distâncias.

Por causa da expansão do Universo, que estende a luz enquanto viaja, qualquer absorção de raios X por matéria nesses filamentos será deslocada para comprimentos de onda mais vermelhos. As quantidades dos turnos dependem das distâncias conhecidas para o filamento, então a equipe sabia onde buscar no espectro a absorção do WHIM.

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Enquanto estreitando sua busca ajudou, os cientistas também tiveram que superar o problema da falta de absorção dos raios X. Então, eles aumentaram o sinal adicionando espectros de 17 filamentos, transformando uma observação de 5,5 dias no equivalente a quase 100 dias de dados.

Com essa técnica, eles detectaram oxigênio com características sugerindo que ele estava em um gás com uma temperatura de cerca de um milhão de Kelvin.

“Ao extrapolar essas observações de oxigênio para o conjunto completo de elementos e da região observada para o universo local, podemos explicar a quantidade total de matéria em falta. Pelo menos neste caso em particular, o assunto que faltava estava escondido no WHIM, afinal de contas”, disseram os pesquisadores.

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“Ficamos emocionados por termos conseguido rastrear parte desse problema em falta”, disse o Dr. Randall Smith, também do Harvard Smithsonian Center for Astrophysics.

“No futuro, podemos aplicar esse mesmo método a outros dados de quasar para confirmar que esse mistério de longa data foi finalmente quebrado”. [Sci-News]

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