A NASA detectou o som mais alto do universo, mas o que é?

no espaço, ninguém pode ouvi-lo gritar, mas com o equipamento certo, é possível detectar um rugido. Foi o que os cientistas descobriram em 2006, quando começaram a procurar sinais distantes no universo usando um instrumento complexo fixado a um balão enorme que foi enviado para o espaço. O instrumento foi capaz de captar ondas de rádio do calor de estrelas distantes, mas o que veio através daquele ano foi nada menos do que surpreendente.,

À medida que o instrumento ouvia a partir de uma altura de cerca de 37 quilômetros, ele captava um sinal que era seis vezes mais alto do que o esperado pelos cosmólogos. Porque era muito alto para ser Estrelas primitivas e muito maior do que a emissão de rádio combinada prevista de galáxias distantes, o poderoso sinal causou grande perplexidade. E os cientistas ainda não sabem o que está causando isso, mesmo hoje. Além disso, pode dificultar os esforços para procurar sinais das primeiras estrelas que se formaram após o Big Bang.,

O instrumento que detectou o misterioso sinal rugindo foi o radiômetro absoluto para cosmologia, Astrofísica e emissão difusa (ARCADE), que a NASA construiu para estender o estudo do espectro cósmico de fundo de microondas em frequências mais baixas. os objetivos científicos da missão — à medida que ARCADE flutuava acima da atmosfera da terra, livre de interferência do nosso planeta — eram encontrar calor da primeira geração de estrelas, procurar Relíquias da física de partículas do Big Bang e observar a formação das primeiras estrelas e galáxias., Ele alcançou esses objetivos através da digitalização de 7% do céu noturno para sinais de rádio, uma vez que a luz distante se torna ondas de rádio à medida que perde energia ao longo da distância.relacionado: O Big Bang: o que realmente aconteceu no nascimento do nosso universo?

o som da NASA a partir do espaço

ARCADE foi capaz de fazer medições de “nível zero absolutamente calibrado”, o que significa que estava a medir o brilho real de algo em termos físicos reais ao invés de termos relativos. Isto era diferente dos telescópios de rádio típicos, que observam e contrastam dois pontos no céu., Olhando para toda a ” luz ” e comparando-a com uma fonte de corpo negro, ARCADE foi capaz de ver a combinação de muitas fontes dim. Foi então que a intensidade de um determinado sinal se tornou aparente, embora ao longo de muitos meses.”embora possa ser um bom filme ver-nos surpreendidos quando vemos o medidor de luz a passar para um valor seis vezes superior ao esperado, na verdade passamos anos a preparar-nos para o nosso voo de balão e uma noite muito ocupada a tomar dados”, disse o cientista da NASA Dale J. Fixsen., “Em seguida, levou meses de análise de dados para primeiro separar os efeitos instrumentais do sinal e, em seguida, para separar a radiação galáctica do sinal. Então a surpresa foi gradualmente revelada ao longo de meses.”Dito isto, o impacto ainda era enorme.

desde então, os cientistas têm olhado para ver de onde vem a radiação enquanto procuram descrever as propriedades do sinal. Este último tornou-se evidente muito rapidamente.,

“é um sinal difuso vindo de todas as direções, por isso não é causado por nenhum único objeto”, disse Al Kogut, que liderou a equipe de ARCADE no Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland. “O sinal também tem um espectro de frequência, ou’ cor’, que é semelhante à emissão de rádio de nossa própria galáxia Via Láctea.”

cientistas chamam o sinal de “fundo de rádio síncrotron” – fundo sendo uma emissão de muitas fontes individuais e se misturando em um brilho difuso., Mas porque o “rugido espacial” é causado pela radiação síncrotron, um tipo de emissão de partículas carregadas de alta energia em campos magnéticos, e porque cada fonte tem o mesmo espectro característico, identificar a origem deste sinal intenso é difícil.

“tem sido conhecido desde o final dos anos 1960 que a emissão de rádio combinada de galáxias distantes deve formar um fundo de rádio difuso vindo de todas as direções”, Kogut disse Tudo sobre o espaço em um e-mail., “O espaço barulho é semelhante a este sinal esperado, mas não parece ser seis vezes mais galáxias no universo distante para fazer a diferença, o que poderia apontar para algo novo e excitante como a fonte.”

É o espaço rugido vindo da via Láctea?,está em debate se esta fonte está dentro ou fora da Via Láctea.

“existem bons argumentos por que não pode vir de dentro da Via Láctea, e bons argumentos por que não pode vir de fora da galáxia”, disse Kogut.

uma razão pela qual provavelmente não vem de nossa galáxia é porque o rugido não parece seguir a distribuição espacial da emissão de rádio Via Láctea. Mas ninguém está dizendo com certeza que o sinal não é de uma fonte mais próxima de casa — apenas que o dinheiro inteligente está nele vindo de outro lugar.,

“eu não seria bastante dizer que os cientistas, em larga medida, descartou a possibilidade de a rádio síncrotron de fundo provenientes de nossa galáxia”, disse Jack Singal, um professor assistente de física na Universidade de Richmond, na Virgínia, que recentemente conduziu um workshop sobre o assunto. “No entanto, eu diria que esta explicação parece ser menos provável.,

” A principal razão é que ele faria nossa galáxia completamente diferente de qualquer galáxia espiral similar, que, tanto quanto podemos dizer, não exibem o tipo de halo gigante, esférico, emissor de rádio estendendo-se muito além do disco galáctico que seria necessário. Há também outras questões, tais como a necessidade de repensar completamente os nossos modelos do campo magnético galáctico.”

Fixsen concorda plenamente. “Em outras galáxias espirais há uma estreita relação entre a emissão de infravermelhos e de rádio, mesmo em pequenas seções dessas outras”, disse ele., “Então, se for de uma auréola ao redor da nossa galáxia, ela faria da Via Láctea uma galáxia estranha, enquanto na maioria dos outros aspectos parece uma galáxia espiral ‘normal’.”

Por essas razões, os especialistas pensam que o sinal é primariamente de origem extragaláctica. “Seria o fundo de fótons mais interessante no céu no momento, porque a população de origem é completamente desconhecida”, disse Singal. Mas uma vez que o universo é tão vasto, isso não restringe muito as coisas, e é por isso que os cientistas têm trabalhado duro para criar várias teorias para a fonte do sinal.,relacionado: misteriosos flashes do espaço profundo repetem – se a cada 157 dias

o físico americano David Brown, por exemplo, disse que o rugido do espaço poderia ser “o primeiro grande sucesso empírico da teoria-M”, uma ampla estrutura matemática abrangendo a teoria das cordas. “Pode haver um autômato Fredkin-Wolfram espalhado por multidões de universos alternativos, dando tempo físico recorrente com repetições infinitas de todos os possíveis eventos físicos”, escreveu Brown no blog da Comunidade FQXi., O que isso supõe é que o universo primitivo tinha muito mais matéria real do que hoje, contabilizando o poderoso sinal de rádio.

O espaço rugido poderia ser “o primeiro grande sucesso empírico da M-teoria,” um amplo quadro matemático, abrangendo a teoria das cordas.

Mas se isso é muito longe, há outras teorias para obter seus dentes., “Os astrônomos de rádio olharam para o céu e identificaram alguns tipos de fontes síncrotron”, disse Fixsen. a radiação Synchrotron é fácil de fazer, disse ele. “Tudo o que você precisa é de partículas energéticas e de um campo magnético, e existem partículas energéticas em todos os lugares, produzido por supernovas, ventos estelares, buracos negros, mesmo OB estrelas,” que são quentes, grandes estrelas do tipo espectral O ou início de tipo B. “do espaço Interestelar parece estar preenchido com muito gás quente, para que se intergaláctica campos magnéticos eram fortes o suficiente , que poderia gerar uma suave radiação síncrotron”, disse ele.,também se sabe que a radiação synchrotron está associada à produção estelar. “Isso também gera radiação infravermelha, daí a estreita correlação”, disse Fixsen. “Mas talvez as primeiras estrelas tenham gerado radiação síncrotron no entanto, antes de os metais serem produzidos, eles não geraram muita radiação infravermelha. Ou talvez haja algum processo que ainda não tenhamos pensado.”

então o que isso nos deixa com?, “Possíveis fontes incluem mecanismos difusos de grande escala, como a fusão turbulenta de aglomerados de galáxias, ou uma classe completamente nova de até então desconhecidas, incrivelmente numerosas fontes individuais de emissão de rádio no universo”, disse Singal. “Mas tudo nesse sentido é altamente especulativo no momento, e algumas sugestões que foram levantadas incluem a aniquilação da matéria escura, supernovas das primeiras gerações de estrelas e muitas outras.,”

alguns cientistas têm sugerido que gases em grandes aglomerados de galáxias poderiam ser a fonte, embora seja improvável que os instrumentos de ARCADE teriam sido capazes de detectar radiação de qualquer um deles. Da mesma forma, há uma chance de que o sinal foi detectado a partir das primeiras estrelas ou que ele é originário de muitas galáxias de rádio dim de outra forma, o efeito acumulativo de que está sendo pego. Mas se fosse esse o caso, então eles teriam que ser embalados incrivelmente firmemente, ao ponto de que não há diferença entre eles, o que parece improvável.,

Como o de 13 anos, mistério será resolvido

“é claro, há também a possibilidade de que tenha havido uma coincidência de erros entre o ARCADE e a outras medidas para a data que mismeasured a nível da rádio síncrotron de fundo,” Singal, disse., “Isso parece improvável, uma vez que estes são instrumentos muito diferentes medindo em bandas de frequência bastante diferentes.”

qualquer que seja o sinal, ele também está causando problemas quando se trata de detectar outros objetos espaciais. Como a NASA apontou no passado, as primeiras estrelas estão escondidas atrás do rugido espacial, e isso está tornando-as mais difíceis de detectar. É como se o universo estivesse dando com uma mão e levando com outra, mas ter descoberto algo tão incomum é imensamente emocionante., Quando você está descartando uma origem de estrelas primordiais e fontes de rádio conhecidas, como gás no halo mais externo da nossa galáxia, é um mistério que qualquer cientista apreciaria com prazer.

“para Além de que, eu acho que nós podemos precisar de alguns brilhante nova origem hipótese de que ninguém pensou ainda.”

para que os cientistas finalmente resolver este 13-ano enigma, mais investigação e a prova é extremamente necessária., Na sua forma actual, há um debate sobre o envio de ARCADE de volta, dado o advento da nova tecnologia, e dado o seu conjunto preciso de instrumentos, imersos em mais de 500 galões de hélio líquido ultra-frio para torná-los ainda mais sensíveis, não haveria certamente nenhum mal em fazê-lo.mas também estão a surgir novos projectos que podem ajudar. “Um deles vai usar o radiotelescópio de 300 pés em Green Bank, Virgínia Ocidental, para mapear o céu de rádio para maior precisão do que antes”, disse Kogut. “Talvez isto esclareça o mistério.”Singal certamente espera que sim., Ele está trabalhando no Projeto Do Telescópio Green Bank, fazendo uso do maior radiotelescópio de abertura clara do mundo para medir o nível de fundo como um objetivo primário, ao invés de auxiliar. Ele vai fazer isso usando uma medição definitiva, construída com propósito, absolutamente calibrada de nível zero tomada nas frequências megahertz (MHz) onde o céu de rádio é mais brilhante. (Um megahertz é igual a um milhão de hertz.)

“Esta medida está sendo desenvolvida atualmente por uma equipe na qual estou, utilizando instrumentação personalizada que será montada no telescópio”, explicou Singal., Haverá também outra tentativa de medição, esta procurando medir ou limitar ainda mais a chamada “anisotropia”, ou variação do fundo do rádio síncrotron, novamente nas frequências de MHz onde ele domina.

“esse não é o seu nível absoluto, mas sim as pequenas diferenças de lugar para lugar no céu”, disse Singal. “Com alguns colaboradores, estou tentando uma primeira tentativa de usar a matriz de baixa frequência na Holanda., Ambas as medidas em concerto podem ajudar a determinar se o fundo do rádio synchrotron é primariamente galáctico ou extragaláctico na origem. Além disso, acho que podemos precisar de uma brilhante nova hipótese de origem que ainda ninguém pensou.,”

recursos Adicionais:

• Leia mais sobre o Absoluto Radiômetro para a Cosmologia, a Astrofísica e Difusa de Emissão (ARCADE) missão da NASA Goddard Space Flight Center
• Aprender sobre a radiação síncrotron com a National Radio Astronomy Observatory (NRAO)
• Descubra mais sobre a Baixa Frequência de Matriz (LOFAR) rádio telescópio do ASTRON Instituto holandês para a Rádio Astronomia

Este artigo foi adaptado a partir de uma versão anterior, publicada em Todos os Cerca de Espaço em revista, um Futuro Ltd. publicacao.,