Nas vastas extensões do Universo, a matéria comum – aquela que compõe estrelas, planetas e nós mesmos – tem há muito tempo intrigado os astrônomos. Cálculos teóricos baseados no Big Bang previam uma certa quantidade de bárions (prótons e nêutrons). No entanto, durante as observações com telescópios, uma parte significativa dessa matéria parecia desaparecer. Onde ela estava escondida? A resposta veio graças às misteriosas e poderosas explosões de rádio – fast radio bursts, ou FRBs.
Researchers used nearly 3,000 radio bursts to trace invisible plasma around galaxies and found that gas extended much farther than expected — reshaping our picture of how the universe’s “missing” matter is dispersed. Read the paper in @physrevlett: go.aps.org/4fvrutf
Esses pulsos curtos e brilhantes de radiação de rádio, que duram apenas milissegundos, originam-se em galáxias distantes. Eles viajam bilhões de anos-luz, passando pela tênue plasma – gás ionizado. No caminho, os sinais se dispersam: frequências mais baixas são atrasadas mais do que as mais altas. Quanto mais elétrons livres no caminho, maior o "borrão". Esse efeito tornou-se a ferramenta ideal para "pesar" a matéria invisível.
A colaboração internacional CHIME/FRB, que inclui cientistas do MIT, McGill e outras instituições, analisou quase 3000 dessas explosões do segundo catálogo do telescópio CHIME. Eles compararam os dados de dispersão com as posições de milhões de galáxias do levantamento DESI Legacy Imaging Survey. Os resultados, publicados na Physical Review Letters, foram impressionantes.
Acontece que os bárions "em falta" estão concentrados não apenas no meio intergaláctico (IGM), mas também em vastas e tênues nuvens ao redor das próprias galáxias – o chamado meio circungaláctico (CGM). O gás se estende muito mais longe do que o esperado: até cerca de 4 milhões de anos-luz das galáxias, o que é dezenas de vezes o tamanho de uma galáxia típica. Onde há mais galáxias, há mais matéria ao redor delas. Isso sugere que as galáxias estão ativamente "expelindo" gás para fora através de processos como jatos de buracos negros supermassivos e explosões de supernovas.
Imagine: uma galáxia não é um sistema fechado, mas uma fonte que jorra matéria para o espaço circundante. Anteriormente, as simulações previam uma distribuição mais compacta, mas a realidade se mostrou diferente – o gás forma enormes nuvens "fofas". Isso muda nossa compreensão da evolução das galáxias e da rede cósmica como um todo.
O trabalho não apenas resolve o antigo mistério dos bárions em falta, mas também demonstra o poder de um novo método. Os FRBs atuam como sondas cósmicas, iluminando regiões invisíveis do Universo. Com o aumento do número de explosões detectadas (e são milhares por dia), os astrônomos poderão mapear com ainda mais precisão a distribuição da matéria e testar modelos de formação da estrutura em larga escala do cosmos.
Este estudo é um exemplo vívido de como fenômenos inesperados como os FRBs se transformam de um mistério em uma ferramenta poderosa. O que mais está oculto nessas explosões de milissegundos, as futuras observações mostrarão. O cosmos gradualmente revela seus segredos, uma explosão de rádio de cada vez.
