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Após cinco anos de observações, o maior mapa do universo já concluído catalogou mais de 47 milhões de galáxias e quasares, superou a meta inicial do projeto e abriu novas dúvidas sobre a energia escura, força associada à aceleração da expansão cósmica ao longo de cerca de 11 bilhões de anos
O mapa do universo mais detalhado já produzido foi concluído após cinco anos de observações e catalogou mais de 47 milhões de galáxias e quasares, além de 20 milhões de estrelas. O conjunto de dados, obtido pelo Instrumento Espectroscópico de Energia Escura, deverá gerar em 2027 os primeiros resultados abrangentes sobre a energia escura e já levantou dúvidas sobre os modelos mais aceitos para a expansão do universo.
Instalado no telescópio Nicholas U. Mayall de 4 metros, no Observatório Nacional de Kitt Peak, no Arizona, o instrumento encerrou seu levantamento inicial de cinco anos com números acima do previsto. O projeto observou 13 milhões de galáxias e quasares a mais do que o planejado originalmente e reuniu medições cosmológicas para seis vezes mais objetos do que todos os levantamentos anteriores combinados.
A conclusão do levantamento representa um marco no esforço para entender a energia escura, força associada à aceleração da expansão do universo. Os pesquisadores rastrearam como as galáxias se agruparam no passado e no presente para acompanhar essa influência ao longo de cerca de 11 bilhões de anos de história cósmica.
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Mapa do universo supera a meta inicial do projeto
O levantamento foi conduzido pelo Instrumento Espectroscópico de Energia Escura, conhecido como DESI, criado para produzir a representação tridimensional mais completa já reunida do cosmos. Ao fim de cinco anos, o projeto ultrapassou seus objetivos originais e concluiu o maior mapa tridimensional do universo já compilado.
Cada ponto do mapa representa uma galáxia individual, posicionada dentro de uma estrutura em larga escala marcada por filamentos densos e vazios imensos. Nessas regiões, galáxias e aglomerados aparecem reunidos sob a ação da gravidade, separados por áreas relativamente isoladas.
O resultado final organiza dezenas de milhões de objetos celestes em uma estrutura tridimensional construída a partir da medição de distâncias em relação à Terra. Esse processo permitiu transformar observações de luz em um retrato cósmico que cobre mais de uma década da história do universo.
Como o DESI construiu a estrutura tridimensional
O instrumento opera captando luz pelas extremidades de 5.000 fibras ópticas, cada uma controlada por um braço robótico em miniatura. À medida que o telescópio percorre diferentes áreas do céu, esses braços reposicionam as fibras para observar sucessivamente novas galáxias.
Cada fibra coleta a luz de uma galáxia e a envia a um espectrógrafo, que separa essa luz em diferentes comprimentos de onda. A partir desses espectros, os pesquisadores calculam a distância de cada objeto em relação à Terra e montam a estrutura tridimensional do levantamento.
David Schlegel, cientista do Laboratório Nacional Lawrence Berkeley e cofundador do projeto, atribuiu o desempenho acima do esperado a avanços técnicos contínuos e a um tempo de inatividade quase nulo. Ele afirmou que a equipe hoje sabe muito mais sobre robôs e motores do que sabia há dez anos, o que ajudou a manter o instrumento operando com alta eficiência.
Michael Levi, diretor da colaboração e também cientista do Laboratório Berkeley, descreveu o desempenho do instrumento como melhor do que o previsto. Ele também destacou como fenomenal o ritmo com que a equipe executou o levantamento ao longo dos cinco anos.
Energia escura entra no centro das novas dúvidas
O DESI foi concebido para testar se a energia escura se comporta como uma constante cosmológica fixa, ideia presente na teoria da relatividade geral de Albert Einstein. Os dados dos três primeiros anos de operação já haviam sugerido que a taxa de aceleração cósmica pode ter variado ao longo do tempo.
Essa possibilidade abriu espaço para a hipótese de que a energia escura possa ser mais variável do que uma constante. A significância estatística desse resultado ainda permanece baixa o suficiente para que ele talvez não resista a análises mais aprofundadas, mas o sinal foi suficiente para estimular a busca por modelos alternativos.
O cosmólogo Bhuvnesh Jain, da Universidade da Pensilvânia, afirmou que as descobertas preliminares do DESI geraram grande interesse. Para ele, os resultados afastam as explicações físicas mais simples para a energia escura e indicam que não seria adequado aplicar prematuramente a navalha de Occam.
Schlegel estima que a equipe ainda precisará de cerca de um ano para determinar o que o conjunto completo revela sobre a energia escura. Enquanto isso, o instrumento segue coletando dados em regiões mais complexas de observação, incluindo áreas mais baixas no céu austral, com a meta de acrescentar mais de 15 milhões de galáxias ao banco de dados.
Próximas análises e novos artigos
A análise completa do conjunto de dados de cinco anos deverá entregar em 2027 os primeiros resultados abrangentes sobre a energia escura. Antes disso, a colaboração planeja publicar ainda este ano vários artigos adicionais baseados nas informações coletadas nos três primeiros anos do levantamento.
Ao mesmo tempo, o conjunto completo de cinco anos já entrou em processamento. Essa etapa será decisiva para mostrar o que o mapa do universo poderá revelar sobre a força que impulsiona a expansão cósmica e sobre os sinais que já começaram a desafiar os modelos mais aceitos.
Stephanie Juneau, representante do NOIRLab da NSF no projeto, afirmou que o levantamento reúne o trabalho de construtores de instrumentos, engenheiros de software, técnicos, funcionários de observatórios e muitos pesquisadores em início de carreira.
Ela também disse que, após surgirem indícios de que a energia escura pode se desviar de uma constante e potencialmente alterar o destino final do universo, acompanha com expectativa a análise do novo mapa do universo.
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