Universo ganha simulação com visual de cinema

Uma nova simulação cosmológica promete ajudar astrônomos a entender como galáxias nascem e evoluem ao longo da história do Universo. Chamada Colibre, ela usa supercomputadores para recriar estruturas cósmicas com foco em gás frio, poeira e processos físicos que alimentam a formação de estrelas.

Uma nova ferramenta para contar a história do Universo

Entender galáxias significa entender parte essencial da história cósmica. Elas ficam entre estruturas menores, como aglomerados globulares, e estruturas maiores, como grupos de galáxias.

O projeto Colibre, sigla para COLd Ism and Better REsolution, aparece como uma nova geração de simulações hidrodinâmicas cosmológicas. Esse tipo de modelo acompanha, ao mesmo tempo, a formação de grandes estruturas do Universo e das galáxias dentro delas.

O primeiro conjunto de resultados foi apresentado em artigo na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. O estudo tem liderança de Joop Schaye, professor da Universidade de Leiden, na Holanda.

O diferencial está no gás frio e na poeira

A força do Colibre está no modo como ele trata o interior das galáxias. Em muitas delas, parte importante da matéria-prima para formar estrelas aparece como gás frio e poeira.

Simulações anteriores lidavam com esse material de forma mais limitada. O Colibre inclui essa etapa com mais realismo, sem impor um limite artificial de temperatura e pressão ao meio interestelar multifásico.

Ou seja, ele tenta representar melhor o “canteiro de obras” onde estrelas nascem. Isso ajuda os cientistas a testar se suas teorias batem com o que telescópios observam.

Uma resposta aos enigmas do James Webb

O Telescópio Espacial James Webb encontrou galáxias e buracos negros muito massivos no Universo jovem. Esses achados levantaram dúvidas sobre se o modelo cosmológico padrão conseguiria explicar o cenário.

Segundo Evgenii Chaikin, da Universidade de Leiden, alguns resultados iniciais do James Webb pareciam desafiar esse modelo. Para ele, o Colibre mostra que, quando processos físicos importantes entram com mais realismo, o modelo continua compatível com as observações.

Os autores afirmam que as comparações com observações de galáxias de baixo desvio para o vermelho mostram boa convergência numérica e excelente concordância com os dados.

Ciência com visual de cinema

O projeto também tenta mudar a forma de explorar simulações. Além dos dados científicos, o Colibre inclui mapas interativos e um componente sonoro nas visualizações.

James Trayford, da Universidade de Portsmouth, na Inglaterra, liderou o desenvolvimento do modelo de poeira e da sonificação das imagens. Segundo ele, essas ferramentas podem gerar novos insights, tornar a área mais acessível e ajudar os pesquisadores a construir intuição sobre como galáxias crescem. Veja a simulação:

O que ainda falta explicar

Apesar do avanço, o Colibre não resolve todos os enigmas. Ele não conseguiu prever os chamados Pequenos Pontos Vermelhos, objetos intrigantes vistos no Universo jovem que podem estar ligados às sementes de buracos negros supermassivos.

A simulação também tem limites. Os próprios autores destacam que a estrutura de nuvens moleculares formadoras de estrelas não aparece resolvida na maior parte das galáxias.

Ainda assim, o projeto representa um salto importante. Algumas simulações terminaram em 2025, enquanto outras devem continuar rodando até depois do terceiro trimestre deste ano. Para os pesquisadores, o nível de concordância com dados de galáxias é sem precedentes nesse tipo de simulação.