Os 5 mistérios espaciais solucionados que resultaram em descobertas científicas

A curiosidade da humanidade em descobrir suas origens e entender como o Universo funciona resultou em avanços científicos do início da era espacial até o século 21.

Por Redação National Geographic Brasil
Publicado 28 de abr. de 2023, 15:50 BRT
Redemoinhos nunca antes vistos de gás interestelar revelados em uma imagem de teste do telescópio Alma.

Redemoinhos nunca antes vistos de gás interestelar revelados em uma imagem de teste do telescópio Alma.

Foto de ALMA ESO NAOJ/NRAO AND NASA/ESA HUBBLE SPA

Com o surgimento das primeiras sondas e satélites espaciais nas décadas de 1950 e 1960, a ciência realizou avanços no estudo de objetos celestes sobre os quais ainda não havia informações suficientes. A agência espacial estadunidense Nasa explica em detalhes como avançados estudos resolveram cinco mistérios espaciais ao longo de quase seis décadas. 

1. Descobrindo a matéria escura

Mais de um quarto do Universo é formado por um elemento que contém força gravitacional, assim como as estrelas e galáxias, mas sua composição material é desconhecida e impossibilita seu estudo. Os cientistas da Nasa o chamam de matéria escura

Esse material "invisível" tem cinco vezes a massa da matéria normal e ocupa todo o espaço que conhecemos no Universo. Sua primeira detecção foi relatada em 2007, por meio de observações do aglomerado de galáxias Bullet pelo observatório de raios X Chandra, lançado pela Nasa em 1999. 

Essa descoberta científica foi capaz de determinar como o espaço sideral, inexplorado pela humanidade, é composto. De acordo com a agência dos EUA, o Universo é composto da seguinte forma: 

  • 5% representa tudo o que é conhecido pela humanidade: luz, calor, estrelas, planetas e até mesmo todos os seres vivos já conhecidos pela humanidade;
  • 25% corresponde à matéria escura, esse elemento com força gravitacional e atração;
  • Os 70% restantes são energia escura, que causa a expansão do Universo. 

(Relacionado: O que é o Sistema Solar e como ele é composto?)

2. Estudo de buracos negros usando IA

Apesar de não ser possível vê-los devido à sua distância, a ciência pode observar buracos negros por meio do trabalho de telescópios de raios gama (telescópio Swift) ou de raios X (telescópio Chandra). Este último, por exemplo, descobriu evidências de milhares de buracos negros localizados perto do centro da Via Láctea, diz a Nasa. 

Uma equipe de pesquisadores, incluindo um astrônomo do NOIRLab, desenvolveu uma nova técnica de aprendizado de máquina (machine learning) para melhorar a resolução e a nitidez das imagens de radiointerferometria. Para demonstrar o poder de sua nova ferramenta, chamada Primo, a equipe criou uma nova versão de alta qualidade da icônica imagem do Event Horizon Telescope do buraco negro supermassivo no centro da galáxia elíptica Messier 87, localizada a 55 milhões de anos-luz de distância da Terra. Acima, é possível ver a imagem do buraco negro supermassivo M87 publicada originalmente em 2019 (à esquerda) e a nova imagem gerada pela Primo, que usou o mesmo conjunto de dados (à direita).

Foto de L. Medeiros (Institute for Advanced Study), D. Psaltis (Georgia Tech), T. Lauer (NSF’s NOIRLab), and F. Ozel (Georgia Tech)

Estudos mais recentes publicados pelo centro de pesquisa NOIRlab, da NSF, e pela Aura, denominados Cientistas melhoram a nitidez da primeira imagem de buraco negro indicam que as primeiras imagens obtidas do buraco negro supermassivo no centro da galáxia NGC 4486, em 2019, foram modificadas com inteligência artificial de modo a permitir que os astrofísicos aprendessem mais sobre elas. 

3. Encontrando galáxias distantes da Via Láctea

Há mais de 30 anos, o Telescópio Espacial Hubble vem estudando a composição de galáxias, estrelas e planetas por meio de imagens de alta qualidade e longa exposição. De acordo com a Nasa, um dos trabalhos mais importantes foi realizado entre 2003 e 2004 e chama-se Hubble Ultra Deep Field

Esta visão de quase 10 mil galáxias é chamada de Hubble Ultra Deep Field. O instantâneo inclui galáxias de várias idades, tamanhos, formas e cores. As galáxias menores e mais vermelhas, cerca de 100 delas, podem estar entre as mais distantes conhecidas, existindo quando o Universo tinha apenas 800 milhões de anos. As galáxias mais próximas – as espirais e elípticas maiores, mais brilhantes e mais bem definidas – prosperaram há cerca de um bilhão de anos, quando o cosmos tinha 13 bilhões de anos.

Foto de NASA ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team

Essa imagem exigiu 800 exposições (fotografias) tiradas ao longo de 400 órbitas do Hubble ao redor da Terra durante 11 dias, e demonstra a existência de um aglomerado de galáxias de idades, tamanhos, formas e cores variadas.

A Nasa afirma que "o Hubble ajudou a responder a algumas das questões astronômicas mais importantes do nosso tempo, e revelou enigmas que nunca soubemos que existiam”. “Ao longo da história, os olhos da humanidade nunca viram o universo com maior clareza ou foco". 

4. Planetas fora do Sistema Solar

Dá para acreditar que há 30 anos a astronomia não sabia da existência de exoplanetas? Agora, a Nasa indica que é provável que cada estrela do Universo tenha pelo menos um planeta orbitando ao seu redor, assim como a Terra, embora esses objetos não precisem necessariamente ter as mesmas condições do Sistema Solar

Um exoplaneta é um planeta que orbita uma estrela diferente do Sol e, portanto, está fora do Sistema Solar. Há vários tipos: gigantes gasosos ou planetas rochosos, com órbitas que podem durar 24 horas ou até minutos; planetas que orbitam duas estrelas ao mesmo tempo; e há até planetas que não orbitam nenhuma estrela e vagam pela galáxia. 

De acordo com a agência espacial dos EUA, a principal fonte artificial de informações que fornece estudos de exoplanetas é o telescópio espacial Kepler, lançado em órbita ao redor do Sol em 2009. 

5. Revelando a idade do Universo

Com a utilização da sonda Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), os cientistas responsáveis pelo estudo puderam avaliar a idade do Universo em 13,77 bilhões de anos e determinar que os átomos constituem apenas 4,6% do Universo, sendo o restante matéria escura e energia escura. 

(Cosmologia inflacionária, universos de bolhas? Descubra: Três teorias sobre o Multiverso)

Uma imagem infravermelha criada pelo WMAP mostra as diferenças de temperatura que se tornaram as "sementes" das galáxias e marca a borda do universo observável. "É a luz mais antiga do Universo liberada após o Big Bang", diz um artigo da National Geographic publicado pela divulgadora científica Nadia Drake, em 2022. 

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