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um 'vinco' no universo: WebCuriosos

um 'vinco' no universo: ScienceAlert

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Um estranho par de galáxias a vários bilhões de anos-luz de distância pode ser evidência de uma hipotética “vinca” na estrutura do Universo conhecida como corda cósmica.

De acordo com uma análise das propriedades do par, as duas galáxias podem não ser objetos distintos, mas sim uma imagem duplicada causada por um truque de luz. E a razão pela qual a luz é duplicada pode ser devido a uma cicatriz no espaço entre nós e a galáxia, criando uma lente gravitacional.


Um artigo que descreve esta candidata a corda cósmica, liderado por Margarita Safonova do Instituto Indiano de Astrofísica, foi aceito no Boletim da Sociedade Real de Ciências de Liègee está disponível no servidor de pré-impressão arXiv.


Cordas cósmicas são como pequenas rugas ou rachaduras unidimensionais nos campos do Universo, que se acredita terem sido criadas no início dos tempos, quando a realidade se esticou e depois congelou no lugar.

Estas duas manchas borradas podem ser evidências de cordas cósmicas. (Safonova et al., arXiv, 2023)

Estima-se que esses defeitos topológicos teóricos não sejam mais largos que um próton, podem se estender por toda a largura do Universo e são considerados incrivelmente densos e massivos. A teoria sugere que eles podem muito bem ser reais, mas não vimos muitas evidências físicas deles.


As cordas cósmicas não são fáceis de provar por observação. Isso porque os efeitos que têm no Universo podem parecer-se muito com efeitos que têm outras explicações. Mas pode haver pequenas diferenças que apontam mais para cordas cósmicas do que para outras explicações.


Safonova e seus colegas identificaram não apenas um, mas vários, numa candidata a corda cósmica chamada CSc-1identificado na radiação cósmica de fundo em micro-ondas, a radiação remanescente do nascimento do Universo. No entanto, eles concentraram seu artigo na assinatura de corda cósmica mais forte, um par de galáxias chamado SDSSJ110429.61+233150.3, ou SDSSJ110429, para abreviar.


SDSSJ110429 poderia ser apenas um par normal de galáxias. Outra explicação quando vemos galáxias muito próximas umas das outras e com aparência semelhante é que elas são imagens duplicadas, produzidas por um lente gravitacional.

Diagrama ilustrando lentes gravitacionais. (NASA, ESA & L. Calçada)

Isto ocorre quando o espaço-tempo se curva em torno da massa do primeiro plano, como a curvatura induzida por um peso em um trampolim. A luz que viaja de um objeto mais distante através desse espaço-tempo segue um caminho curvo, resultando em distorções, ampliações e duplicações observáveis.


Normalmente, podemos ver a massa em primeiro plano que cria o efeito de lente, como uma galáxia ou um aglomerado de galáxias. E a luz do objeto de fundo geralmente fica distorcida e há um atraso entre as imagens duplicadas. A ausência destas propriedades pode significar que estamos a olhar para duas galáxias, e não para uma única galáxia com lente. Ou poderia sugerir o presença de cordas cósmicas.


Não parece haver uma massa óbvia em primeiro plano na frente do SDSSJ110429. Nem a luz é distorcida. Mas Safonova e os seus colegas da Índia e da Rússia conduziram uma análise detalhada da luz de ambas as galáxias. Ambos tinham espectros quase idênticos; isto é, a luz proveniente de cada galáxia estava perfeitamente geminada na outra.


Eles também têm mais ou menos o mesmo tamanho, a mesma distância e o mesmo formato, espelhados como você esperaria ver em uma duplicação de lente gravitacional. E outros pares de galáxias dentro do campo CSc-1 mostraram propriedades semelhantes.

Os resultados da equipe de um modelo de lente de corda cósmica (esquerda) em comparação com a observação real (direita). (Safonova et al., arXiv, 2023)

A maioria dos modelos de cordas cósmicas são baseados em cordas retas. Safonova e sua equipe calcularam que os pares de galáxias CSc-1 observados poderiam ser duplicados alterando a orientação e possivelmente a curvatura da corda.


“Nossa modelagem de dados observacionais no CSc-1 mostra que um grande número de pares pode ser explicado pela geometria complexa da corda”, os pesquisadores escrevem.


“Considerar um modelo de uma corda cósmica com a curvatura no plano da imagem pode melhorar a busca por candidatos a eventos GL. Em particular, a modelagem do par de galáxias SDSSJ110429-A, B mostrou que o ângulo observado entre os componentes do par pode ser explicado se a corda estiver fortemente inclinada em relação à linha de visão e, possivelmente, dobrada no plano da imagem.”


Não é uma arma fumegante. A detecção de uma corda cósmica exigirá evidência extraordinária. Mas abre um novo caminho para a busca desses objetos indescritíveis.

A pesquisa foi aceita no Boletim da Sociedade Real de Ciências de Liègee está disponível em arXiv.

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