O estudo, publicado em 13 de outubro no Astrophysical Journal, investigou a história térmica do Universo nos últimos 10 bilhões de anos. Ele descobriu que a temperatura média do gás em todo o Universo aumentou mais de 10 vezes durante esse período e atingiu cerca de 2 milhões de graus Kelvin hoje - aproximadamente 4 milhões de graus Fahrenheit.
"Nossa nova medição fornece uma confirmação direta do trabalho seminal de Jim Peebles - o Prêmio Nobel de Física de 2019 - que expôs a teoria de como a estrutura em grande escala se forma no universo", disse Yi-Kuan Chiang, autor principal de o estudo e um pesquisador do Centro de Cosmologia e Física de AstroPartículas da Universidade do Estado de Ohio.
A estrutura em grande escala do Universo refere-se aos padrões globais de galáxias e aglomerados de galáxias em escalas além das galáxias individuais. É formado pelo colapso gravitacional da matéria escura e do gás.
"À medida que o Universo evolui, a gravidade puxa a matéria escura e o gás do espaço em galáxias e aglomerados de galáxias", disse Chiang. "O arrasto é violento - tão violento que mais e mais gás é chocado e aquecido".
As descobertas, disse Chiang, mostraram aos cientistas como cronometrar o progresso da formação da estrutura cósmica "verificando a temperatura" do Universo.
Os pesquisadores usaram um novo método que lhes permitiu estimar a temperatura do gás mais longe da Terra - o que significa mais para trás no tempo - e compará-los com gases mais próximos da Terra e perto do tempo presente. Agora, disse ele, os pesquisadores confirmaram que o Universo está ficando mais quente com o tempo devido ao colapso gravitacional da estrutura cósmica, e o aquecimento provavelmente continuará.
Para entender como a temperatura do Universo mudou ao longo do tempo, os pesquisadores usaram dados sobre a luz em todo o espaço coletados por duas missões, Planck e Sloan Digital Sky Survey. Planck é a missão da Agência Espacial Europeia que opera com grande envolvimento da NASA; Sloan coleta imagens detalhadas e espectros de luz do Universo.
Eles combinaram dados das duas missões e avaliaram as distâncias dos gases quentes próximos e distantes através da medição do desvio para o vermelho, uma noção que os astrofísicos usam para estimar a idade cósmica em que objetos distantes são observados. ("Redshift" deve o seu nome à forma como os comprimentos de onda da luz se alongam. Quanto mais longe algo está no Universo, maior é o comprimento de onda da luz. Os cientistas que estudam o cosmos chamam isso de alongamento de efeito redshift.)
O conceito de redshift funciona porque a luz que vemos de objetos mais distantes da Terra é mais velha do que a luz que vemos de objetos mais próximos da Terra - a luz de objetos distantes viajou uma jornada mais longa para chegar até nós. Esse fato, juntamente com um método para estimar a temperatura da luz, permitiu aos pesquisadores medir a temperatura média dos gases no Universo primitivo - gases que circundam objetos mais distantes - e comparar essa média com a temperatura média dos gases mais próximos da Terra - gases hoje.
Esses gases no Universo hoje, descobriram os pesquisadores, atingem temperaturas de cerca de 2 milhões de graus Kelvin - aproximadamente 4 milhões de graus Fahrenheit, em torno de objetos mais próximos da Terra. Isso é cerca de 10 vezes a temperatura dos gases em torno de objetos mais distantes e mais distantes no tempo.
O universo, disse Chiang, está aquecendo por causa do processo natural de formação de galáxias e estruturas. Não está relacionado com o aquecimento da Terra. "Esses fenômenos estão acontecendo em escalas muito diferentes", disse ele. "Eles não estão conectados de forma alguma".
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