Nos alcances mais distantes do universo observável existe um dos grandes enigmas da cosmologia do Big Bang: a radiação cósmica de fundo (CMB) Cold Spot. Em 2004, os astrônomos examinando um mapa do restante radiação primordial do Big Bang (radiação cósmica de fundo, ou CMB) descobriu o Ponto Frio, uma área invulgarmente fria maior do que o esperado do céu. A física em torno da teoria do Big Bang prevê pontos mais quentes e mais frios de vários tamanhos no universo infantil, mas um local tão grande e tão frio foi inesperado. A especulação rodou em torno da causa de sua existência: é a presença de um outro universo? Ou é uma interpretação errada dos dados CMB?
Esta primavera de 2015, uma equipe de astrônomos liderados pelo Dr. István Szapudi do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí em Manoa pode ter encontrado uma explicação para a existência do Ponto Frio, que Szapudi diz pode ser "a maior estrutura individual já identificados pela humanidade ".
Usando dados de do Havaí satélite da NASA Campo Largo Pesquisa Explorer (WISE) Pan-STARRS1 (PS1) telescópio localizado na Haleakala, Maui (abaixo), e, a equipe de Szapudi descobriu um grande supervoid, uma vasta região de 1,8 bilhões de anos-luz de diâmetro, em que a densidade de galáxias é muito mais baixo do que o normal no universo conhecido. Este vazio foi encontrado pela combinação de observações feitas por PS1 em comprimentos de onda ópticos com observações feitas pelo WISE em comprimentos de onda infravermelhos para estimar a distância para ea posição de cada galáxia em que parte do céu.
A área de ponto frio reside na constelação Eridanus no hemisfério sul galáctico. As inserções mostram o ambiente deste patch anômala do céu como mapeado pela equipe de Szapudi usando PS1 e os dados sábio e como observado nos dados de temperatura radiação cósmica de fundo tomadas pelo satélite Planck . O diâmetro angular da vasta supervoid alinhado com o ponto frio, o que excede 30 graus, é marcado pelos círculos brancos. Gráficos por Gergő Kránicz. Crédito: ESA Planck Collaboration. Versão de alta resolução (6,6 Mb)
Se o ponto frio originou a partir do próprio Big Bang, que poderia ser um sinal raro de física exóticas que a cosmologia padrão (basicamente, a teoria do Big Bang e física relacionada) não explicam. Se, no entanto, é causada por uma estrutura de primeiro plano entre nós e o CMB, seria um sinal de que existe uma estrutura extremamente rara em larga escala na distribuição da massa do universo.
Estudos anteriores, feito também em Hawaii, observou-se uma área muito menor na direcção do ponto frio, mas que só conseguiu provar que nenhuma estrutura muito distante é em que parte do céu. Paradoxalmente, identificando próximas grandes estruturas é mais difícil do que encontrar os distantes, uma vez que deve mapear porções maiores do céu para ver as estruturas mais próximas.Os grandes mapas do céu tridimensionais criados a partir de PS1 e WISE pelo Dr. András Kovács (Universidade Eotvos Lorand, Budapeste, Hungria) foram, portanto, essencial para este estudo. O supervoid é apenas cerca de 3 bilhões de anos-luz de distância de nós, uma distância relativamente curta no esquema cósmico das coisas.
Imagine que há um enorme vazio com muito pouco importa entre você (o observador) e do CMB. Agora pense o vazio como uma colina. Como a luz entra no vazio, ele deve subir esse morro. Se o universo não foram submetidos a aceleração da expansão, em seguida, o vazio não iria evoluir significativamente, ea luz descia o morro e recuperar a energia que perdeu à medida que sai do vazio. Mas com a expansão acelerada, a colina é mensurável esticado como a luz está viajando sobre ele. Até o momento a luz desce a colina, a colina ficou mais plana do que quando a luz entrou, para que a luz não pode pegar toda a energia que perdeu ao entrar no vazio. A luz sai do vazio com menos energia, e, por conseguinte, a um comprimento de onda mais longo, o que corresponde a uma temperatura mais fria.
Começar com um supervoid pode levar milhões de anos, mesmo à velocidade da luz, de modo que este efeito mensurável, conhecido como o Integrated Sachs-Wolfe efeito (IFO), podem fornecer a primeira explicação uma das anomalias mais significativas encontradas até agora na CMB, pela primeira vez por um satélite da NASA chamado Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP)e, mais recentemente, por Planck, um satélite lançado pela Agência Espacial Europeia.
Enquanto a existência do supervoid e seu efeito esperado sobre a CMB não explicam completamente o ponto frio, é muito improvável que o supervoid eo ponto frio no mesmo local são uma coincidência. A equipa vai continuar o seu trabalho usando a melhoria dos dados de PS1 e para o Dark Energy Survey sendo conduzida com um telescópio no Chile para estudar o Ponto Frio e supervoid, bem como um outro grande vazio localizado perto da constelação de Draco.
O estudo foi publicado online em 20 de abril de 2015 no Monthly Notices da Royal Astronomical Society pela Oxford University Press.Além Szapudi e Kovács, os pesquisadores que contribuíram para este estudo incluem UH Manoa aluno Benjamin Granett (agora no Instituto Nacional de Astrofísica, Itália), Zsolt Frei (Eötvös Loránd), e Joseph Silk (Johns Hopkins).
Fundada em 1967, o Instituto de Astronomia na Universidade do Havaí em Manoa realiza pesquisas em galáxias, cosmologia, estrelas, planetas e do sol. Seu corpo docente e os funcionários também estão envolvidos no ensino de astronomia, missões no espaço profundo, e no desenvolvimento e gestão dos observatórios em Haleakala e Maunakea.
O Galaxy diário via Instituto de Astronomia
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