Uma nova e gigantesca simulação oferece um vislumbre dos primeiros 2 bilhões de anos do Universo

Observatórios poderosos, como o Telescópio Espacial James Webb da Nasa, oferecem vislumbres de galáxias que se formaram quando o universo ainda era jovem, mas novas simulações em supercomputadores estão ajudando a preencher as lacunas na misteriosa história inicial do cosmos.

Agora, uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu um dos modelos mais detalhados já criados do universo primitivo, de acordo com um estudo recente publicado na revista científica Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .

A nova simulação, chamada Lumina, recria como as primeiras estrelas e buracos negros impulsionaram a reionização, uma fase crucial, porém enigmática, que transformou o universo. Após o Big Bang, a radiação ultravioleta dessas fontes de luz primordiais arrancou elétrons dos átomos de hidrogênio, o elemento mais comum no espaço, permitindo que a luz viajasse mais longe e alterando a forma como as galáxias se formaram.

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O universo primordial tornou-se uma nova e fascinante fronteira para os astrônomos que buscam compreender como o cosmos evoluiu para o que é hoje. Como a luz leva tempo para viajar pelo espaço, telescópios poderosos capturam galáxias distantes como elas eram bilhões de anos atrás. Mas estudar um período tão extenso da história cósmica exige simulações em uma escala igualmente vasta. É aí que entram modelos como o Lumina.

Uma das características mais promissoras do Lumina é sua enorme escala, cobrindo mais de 100 vezes o espaço das simulações anteriores, disse o autor principal, Oliver Zier, pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Teoria e Computação do Centro de Astrofísica da Harvard & Smithsonian, em Cambridge, Massachusetts.

“Temos um volume cosmológico onde é possível ver essa teia cósmica, como as galáxias estão agrupadas. Ao mesmo tempo, conseguimos resolver galáxias individuais”, disse Zier, referindo-se à capacidade da simulação de capturar tanto a vastidão do espaço quanto detalhes intrincados.

A simulação também pode ser usada para testar ideias sobre como o universo evoluiu. Os cientistas podem comparar o cenário do universo primitivo modelado no Lumina com observações de telescópios como o Telescópio Espacial James Webb. Se os resultados coincidirem, os cientistas podem ter mais confiança em suas teorias.

“Mas na verdade é mais interessante se eles não concordarem, porque isso significa que há algo faltando em nosso modelo, e isso pode dar pistas sobre a física que ainda não foi descoberta”, disse Zier.

Essas discrepâncias podem oferecer pistas sobre o universo que os cientistas ainda não compreendem completamente.