Saiba Como o Radiotelescópio Brasileiro 'BINGO' Ajudará a Desvendar a 'Matéria Escura' do Universo
Olá leitores e leitoras do BS!
Pois então, segue abaixo uma interessantíssima matéria publicada
ontem (30/08)
no site “Canaltech”, tendo como
destaque o Radiotelescópio Brasileiro
BINGO (Baryon Acoustic Oscillations in
Neutral Gas), que
está em construção Sertão Paraibano. Vale a pena dar uma conferida.
Brazilian Space
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BINGO: Como o Radiotelescópio Brasileiro Ajudará a
Desvendar a Matéria Escura
Por Daniele
Cavalcante
Editado por Rafael
Rigues
30 de Agosto de
2022 às 11h10
Via: Web Site Canaltech - https://canaltech.com.br
Fonte: Divulgação
O radiotelescópio
brasileiro BINGO (Baryon Acoustic Oscillations in Neutral Gas), em construção
no sertão Paraibano, é projetado para pesquisas nas áreas de astrofísica e
cosmologia, principalmente na investigação sobre as oscilações acústicas bariônicas
(ou BAOs), relíquias da época em que matéria e radiação foram acopladas. Será o
primeiro telescópio projetado especificamente para detectar BAOs.
BAOs são ondas
geradas pelas flutuações na densidade da matéria visível causadas por ondas de
densidade no plasma do universo primordial. Essas ondas são úteis para medir a
distribuição do hidrogênio neutro (atômico) em distâncias cosmológicas.
Liderado pela
USP, o projeto está sendo construindo em Aguiar, município no sertão da
Paraíba, e deve começar a operar no primeiro semestre de 2023.
(Imagem:
Reprodução/BINGO)
Ele ajudará
astrônomos a entender o funcionamento do setor escuro do universo (matéria
escura e energia escura, cujas naturezas ainda são desconhecidas para a
ciência). Além disso, espera-se que o BINGO possa detectar FRBs (rajadas
rápidas de rádio) a uma taxa de uma a cada 4-5 dias.
A equipe do BINGO
publicou sete artigos sobre o projeto na edição de agosto da revista científica
Astronomy & Astrophysics. São eles:
1. O Projeto
BINGO I: Oscilações Acústicas Bariônicas de Observações Integradas de Gás
Neutro
2. The BINGO
Project II. Descrição do instrumento
3. O Projeto
BINGO III: Projeto Óptico E Otimização Do Plano Focal
4. O Projeto
BINGO IV: Simulações Para Avaliação De Desempenho De Missão E Etapas
Preliminares De Separação De Componentes
5. O Projeto
BINGO V: Etapas Adicionais em Separação de Componentes e Análise
6. The BINGO Project
VI. H I Distribuição De Ocupação De Halo E Construção Simulada
7. Projeto BINGO
VII: Previsões Cosmológicas De Mapeamento De Intensidade De 21 Cm
Técnicas do Radiotelescópio BINGO
O BINGO usará a
técnica de medições de mapeamento de intensidade (IM) para sondar grandes
volumes do universo. Essa técnica é semelhante à medição da radiação cósmica de
fundo (a luz “fóssil” emitida pouco após o Big Bang). Segundo a equipe, a IM
será “adequada para medir oscilações acústicas bariônicas (BAOs) na era
pós-reionização [do universo]”
Essas oscilações
estão “impressas em grandes escalas cosmológicas”, e o BINGO deve tentar
observar essas impressões. Como estamos falando de grandes escalas, o
telescópio não estudará galáxias individuais, mas sim grandes aglomerados de
galáxias, o que vai gerar uma combinação de “grandes volumes de informações
evolutivas” sobre a região observada.
(Imagem:
Reprodução/Graciele Almeida de Oliveira)
A medição das
BAOs será na faixa de redshift entre z = 0,13 e z = 0,45. Esses números
significam que os alvos não estarão muito distantes de nossa galáxia, embora
estejam longes o suficiente para um pequeno desvio para o vermelho (quanto
maior a distância, mais vermelha a luz do objeto; isso ocorre devido à expansão
do universo que “estica” as ondas de luz).
Desse modo, o
BINGO “colocará restrições complementares em muitos modelos cosmológicos e
cosmologias alternativas”, escreveram os autores. Com a combinação desses dados
com os resultados da sonda Planck (missão lançada em 2009 e já encerrada)
“levará a um ganho de precisão dos parâmetros cosmológicos”.
Linha Espectral do Hidrogênio Atômico
O BINGO detectará
emissões de radiação com comprimento de onda de 21 cm — a linha espectral do
hidrogênio atômico, ou HI. Este é o elemento mais simples conhecido, com átomos
formados apenas por um próton e nenhum nêutron.
Com o mapeamento
de intensidade das ondas de 21 cm com desvio para o vermelho, o telescópio
possibilitará a criação de um mapa 3D da distribuição de hidrogênio neutro em
todo o universo.
Embora esse sinal
de 21 cm seja obscurecido pela emissão de nossa própria galáxia, que está em
primeiro plano em relação aos alvos, a equipe do BINGO desenvolveu técnicas
para separar esses sinais e ruídos indesejáveis. Nos artigos publicados, eles
demonstraram que a configuração do telescópio e as simulações estão adequadas
para essa tarefa.
Entrevista Com o Coordenador do Projeto BINGO
(Imagem:
Reprodução/BINGO)
O Canaltech
conversou sobre os artigos publicados com o professor da USP e coordenador do
BINGO, Dr Élcio Abdalla, que esclareceu alguns detalhes importantes.
Canaltech:
Quais são os temas dos artigos?
Dr. Élcio Abdalla: Os artigos formam a pedra fundamental do projeto. No primeiro o projeto
como um todo e suas implicações físicas são descritos. No segundo o projeto
físico e no terceiro a maneira como a radiação é coletada, através da colocação
exata dos espelhos, e o projeto ótico. No quarto discute-se a coleta dos dados
crus, e no quinto como estes dados são tratados para separar os ruídos. No
sexto os dados são gerados por distribuições geradas sinteticamente para se ter
uma ideia do que se vai obter e no sétimo é feita uma análise prévia para se
prever, em cada tipo de observação, qual teoria melhor se assenta aos dados,
são as previsões iniciais.
CT: O
artigo afirma que as BAOs são “relíquias congeladas da época em que matéria e
radiação foram acopladas”. Pode nos explicar um pouco mais sobre essa época e o
acoplamento?
EA: No
início do Universo a radiação e a matéria estavam misturadas e interagiam,
assim como a água de imensos reservatórios, como o mar, é submetida às forças
gravitacionais e à viscosidade do fluido. Neste último caso formam-se as ondas
do mar. No caso cosmológico formam-se também grandes ondas, e aquelas ondas são
denominadas oscilações acústicas de bárions (BAO), pois os bárions são a
matéria, e acústico é por analogia à interação que ocorre entre as várias
partes da matéria que está nas ondas terrestres. As BAO são imensas, medem meio
bilhão de anos-luz.
CT: Por
que a escolha das linhas de H I? Como esse mapeamento de densidade ajudará a
estudar o universo escuro?
EA: O
Hidrogênio é o elemento visível mais comum no Universo, correspondendo, em
número, a mais de 90% das partículas, ou 75% da massa visível. O Hidrogênio
atômico emite uma linha de radiação típica muito distinta, a linha de 21 cm,
diferente de todas as outras por seu comprimento típico, sendo portanto muito
útil para mapear o Hidrogênio atômico, portanto o Hidrogênio, e portanto a
matéria.
CT: O
artigo n. 4 fala sobre as simulações. Pode nos contar como foram feitas essas
simulações e o que elas demonstraram?
EA:
Simulações são úteis para que possamos ter ideia do que vamos observar. Sem
fazermos simulações, estamos completamente no escuro, e nossos projetos podem
olhar em direções e questões irrelevantes ou fora de lugar. Com simulações,
estamos fazendo um tipo de jogo treino, sem saber o que vamos realmente
encontrar, mas com uma melhor ideia de como enfrentar dificuldades.
CT:
Podemos esperar imagens dos aglomerados galácticos alvos do BINGO, como ocorre
com outros radiotelescópios?
EA: Nossas
imagens, de modo geral, deverão passar por vários processos de análise, mas
podemos fazer imagens de algumas regiões do céu. As informações nem sempre são
imagens do que vamos analisar, mas muitas vezes quantidades físicas úteis na
análise da teoria que não necessariamente possuem uma imagem bidimensional.
CT: Quais
serão os próximos passos antes da primeira luz do BINGO? A previsão para ela
acontecer no final de 2022 ainda é realista neste final de agosto?
EA: A
primeira luz não deve ocorrer neste ano em vista de atrasos na construção
física. A parte teórica está pronta, mas a construção dependeu de outros
atores, análise de solo, construção de estrada, envio de pagamentos (e portanto
questões administrativas e jurídicas fora de nosso controle). Teremos as luzes
cerca de seis a oito meses mais tarde, ou seja, em meados de 2023.
CT: O que
a equipe espera da primeira luz do BINGO? E o que o público pode esperar?
EA: As
informações de um radiotelescópio passam por um processo um tanto longo de
observação e análise. No caso de BAO são ao menos dois anos de observações e
vários meses de análise. Algo mais palpável é a observação dos FRB´s, Fast
Radio Bursts, ou Rajadas
Rápidas de Rádio. Estas podem ser observadas a qualquer instante. Esperamos
várias destas ao longo de cada ano, dependendo dos modelos teóricos, que ainda
são largamente desconhecidos. No entanto, alguns FRB´s por ano deverão ocorrer.
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