A descoberta do Grande Anel, uma estrutura colossal a 9,2 mil milhões de anos-luz de distância e com um diâmetro de 1,3 mil milhões de anos-luz, desafia as teorias cosmológicas existentes. Juntamente com o Arco Gigante previamente descoberto, estas estruturas, localizadas na mesma vizinhança cósmica, contestam o Princípio Cosmológico. (Conceito do artista.) Crédito: SciTechDaily.com
Um grande mistério cosmológico
A descoberta de uma segunda estrutura ultragrande no espaço distante desafia ainda mais o que entendemos sobre o universo.
A descoberta de uma segunda estrutura ultragrande no universo remoto desafiou ainda mais alguns dos pressupostos básicos da cosmologia.
O Grande Anel do Céu fica a 9,2 bilhões de anos-luz da Terra. Tem um diâmetro de cerca de 1,3 mil milhões de anos-luz e uma circunferência de cerca de quatro mil milhões de anos-luz. Se pudéssemos sair e vê-lo diretamente, o diâmetro do Grande Anel precisaria de cerca de 15 Luas cheias para cobri-lo.
É a segunda estrutura ultragrande descoberta pela estudante de doutorado da Universidade de Central Lancashire (UCLan), Alexia Lopez, que, há dois anos, também descobriu o Arco gigante no céu. Notavelmente, o Grande Anel e o Arco Gigante, que tem 3,3 mil milhões de anos-luz de diâmetro, estão na mesma vizinhança cosmológica – são vistos à mesma distância, ao mesmo tempo cósmico e estão separados por apenas 12 graus no céu.
“Nenhuma destas duas estruturas ultragrandes é fácil de explicar na nossa compreensão atual do universo.”
– Alexia Lopez, estudante de doutorado da UCLan
Alexia disse: “Nenhuma dessas duas estruturas ultragrandes é fácil de explicar em nossa compreensão atual do universo. E os seus tamanhos ultragrandes, formas distintas e proximidade cosmológica devem certamente estar a dizer-nos algo importante – mas o que exatamente?
“Uma possibilidade é que o Grande Anel possa estar relacionado às Oscilações Acústicas Bariônicas (BAOs). Os BAOs surgem de oscilações no universo primitivo e hoje deveriam aparecer, pelo menos estatisticamente, como conchas esféricas no arranjo das galáxias. No entanto, uma análise detalhada do Grande Anel revelou que não é realmente compatível com a explicação da BAO: o Grande Anel é demasiado grande e não é esférico.”
Uma impressão artística de como seriam o Grande Anel (mostrado em azul) e o Arco Gigante (mostrado em vermelho) no céu. Crédito da imagem de fundo: Stellarium. Crédito: UCLan
Outras explicações poderão ser necessárias, explicações que se afastem daquilo que é geralmente considerado o entendimento padrão em cosmologia. Uma possibilidade pode ser uma teoria diferente – Cosmologia Cíclica Conforme (CCC) – que foi proposta pelo vencedor do Prémio Nobel, Sir Roger Penrose. Os anéis no universo poderiam ser um sinal do CCC.
“Poderíamos esperar talvez uma estrutura extremamente grande em todo o nosso universo observável. No entanto, o Grande Anel e o Arco Gigante são duas estruturas enormes e são até vizinhos cosmológicos, o que é extraordinariamente fascinante.”
– Alexia Lopez, estudante de doutorado da UCLan
Outra explicação pode ser o efeito da passagem de cordas cósmicas. As cordas cósmicas são “defeitos topológicos” filamentares de grande tamanho, que poderiam ter sido criados no universo primitivo. Outro vencedor do Prémio Nobel, Jim Peebles, levantou recentemente a hipótese de que as cordas cósmicas poderiam ter um papel na origem de algumas outras peculiaridades na distribuição em grande escala das galáxias.
Além disso, o Grande Anel desafia o Princípio Cosmológico, assim como o Arco Gigante anteriormente. E se o Grande Anel e o Arco Gigante juntos formam uma estrutura ainda maior, então o desafio ao Princípio Cosmológico torna-se ainda mais convincente.
O Grande Anel está centrado perto de 0 no eixo x, abrangendo aproximadamente -650 a +650 no eixo x (equivalente a 1,3 bilhão de anos-luz). Crédito: UCLan
Estruturas tão grandes – e há outras encontradas por outros cosmólogos – desafiam a nossa ideia de como é uma região “média” do espaço. Eles excedem o limite de tamanho considerado teoricamente viável e representam desafios potenciais ao Princípio Cosmológico.
Alexia disse: “O Princípio Cosmológico pressupõe que a parte do universo que podemos ver é vista como uma ‘amostra justa’ de como esperamos que seja o resto do universo. Esperamos que a matéria esteja distribuída uniformemente por todo o espaço quando observamos o universo em grande escala, portanto não deve haver irregularidades perceptíveis acima de um determinado tamanho.
“Os cosmologistas calculam que o atual limite teórico de tamanho das estruturas é de 1,2 mil milhões de anos-luz, mas ambas as estruturas são muito maiores – o Arco Gigante é quase três vezes maior e a circunferência do Grande Anel é comparável ao comprimento do Arco Gigante.
“A partir das teorias cosmológicas atuais, não pensávamos que estruturas nesta escala fossem possíveis. Poderíamos esperar talvez uma estrutura extremamente grande em todo o nosso universo observável. No entanto, o Grande Anel e o Arco Gigante são duas estruturas enormes e são até vizinhos cosmológicos, o que é extraordinariamente fascinante.”
“Estes dados que estamos a observar estão tão distantes que demorou metade da vida do Universo para chegar até nós, portanto, de uma época em que o Universo era cerca de 1,8 vezes menor do que é agora.”
– Alexia Lopez, estudante de doutorado da UCLan
O Grande Anel aparece como um anel quase perfeito no céu, mas a análise mais aprofundada de Alexia revela que tem mais uma forma de espiral, como um saca-rolhas, que está alinhado de frente com a Terra. O Arco Gigante, que tem aproximadamente 1/15 do raio do universo observável, aparece como um enorme crescente, quase simétrico, de galáxias no universo remoto. Tem o dobro do tamanho da impressionante Grande Muralha de galáxias e aglomerados de Sloan que é vista no universo relativamente próximo.
Alexia Lopez, estudante de doutorado da UCLan. Crédito: UCLan
“O Grande Anel e o Arco Gigante estão à mesma distância de nós, perto da constelação de Boötes, o Pastor, o que significa que existiram no mesmo tempo cósmico, quando o universo tinha apenas metade da sua idade atual”, comentou Alexia. “Eles também estão na mesma região do céu, separados por apenas 12 graus quando se observa o céu noturno.
“A identificação de duas estruturas ultragrandes extraordinárias em configurações tão próximas levanta a possibilidade de que juntas formem um sistema cosmológico ainda mais extraordinário.
“Esses dados que estamos vendo estão tão distantes que levou metade da vida do universo para chegar até nós, portanto, de uma época em que o universo era cerca de 1,8 vezes menor do que é agora. O Grande Anel e o Arco Gigante, tanto individualmente como em conjunto, dão-nos um grande mistério cosmológico à medida que trabalhamos para compreender o universo e o seu desenvolvimento.”
Alexia, juntamente com o conselheiro Dr. Roger Clowes, ambos do Jeremiah Horrocks Institute da UCLan, e o colaborador Gerard Williger da Universidade de Louisville, EUA, descobriram a nova estrutura observando linhas de absorção nos espectros de quasares do Sloan Digital Sky Survey (SDSS). ).
Usando o mesmo método que levou à descoberta do Arco Gigante, eles observaram o Magnésio-II (ou MgII – significa o átomo perdeu um elétron) sistemas de absorção retroiluminados por quasares, que são galáxias remotas superluminosas. Esses quasares muito distantes e muito brilhantes agem como lâmpadas gigantes que iluminam galáxias distantes, mas muito mais fracas, que de outra forma passariam despercebidas.
Alexia apresentou suas descobertas sobre o Big Ring no 243terceiro reunião da Sociedade Astronômica Americana (AAS) em 10 de janeiro. A AAS convida pesquisadores com descobertas potencialmente inovadoras para compartilhar seu trabalho com a comunidade astronômica global.
