Árvore do Cosmosdo campo do ínflaton às galáxias

Base real

• Campo do ínflaton: Um campo escalar hipotético cuja energia armazenada impulsionou a inflação. Nunca foi detectado diretamente.

• Ondas gravitacionais primordiais: Ondulações no espaço-tempo previstas pela inflação, que deixariam um padrão característico na polarização da radiação cósmica de fundo. Uma equipe anunciou a detecção em 2014, mas era interferência da poeira da Via Láctea.

• Plasma de quarks e glúons: O estado do universo nos primeiros microssegundos: mais quente que 2 trilhões de graus, com quarks e glúons ainda não confinados dentro de prótons e nêutrons.

• Bariogênese: Algum processo, ainda desconhecido, deixou a matéria superando a antimatéria em cerca de uma parte em um bilhão. Esse pequeno resto forma tudo o que existe hoje.

• Nucleossíntese do Big Bang: De cerca de 3 a 20 minutos depois do Big Bang, o universo produziu hidrogênio, hélio e um pouco de lítio. Foi a primeira “fornalha de elementos” do universo.

• Recombinação: O universo esfriou a cerca de 3.000 K, os elétrons foram capturados pelos núcleos e se formaram os primeiros átomos neutros.

• Radiação cósmica de fundo: A luz liberada na recombinação viajou até hoje, esticada pela expansão cósmica em micro-ondas a cerca de 2,7 K.

• Halos de matéria escura: A matéria escura se aglomerou primeiro sob a gravidade, depois o gás comum caiu nesses poços gravitacionais. Eram as sementes das galáxias.

• Reionização cósmica: A luz ultravioleta das primeiras estrelas e galáxias reionizou o hidrogênio neutro difuso, e o universo ficou transparente.

• Raio cósmico: Partículas de alta energia aceleradas por remanescentes de supernova. Elas despedaçam núcleos de carbono, nitrogênio e oxigênio, produzindo o berílio do universo e a maior parte do boro.

• Protoestrelas: Uma estrela embrionária formada por uma nuvem de gás em colapso. Ainda não começou a fusão do hidrogênio e brilha liberando energia gravitacional ao se contrair.

• Estrelas da População III: A primeira geração de estrelas, feita quase só de hidrogênio e hélio, possivelmente centenas de vezes mais massiva que o Sol e vivendo apenas alguns milhões de anos. Nenhuma foi observada diretamente ainda.

• Gigante azul: Estrelas massivas dos tipos O e B, com temperatura de superfície de dezenas de milhares de graus e luminosidade de até centenas de milhares de vezes a do Sol, mas com combustível para queimar só alguns milhões de anos.

• Supergigante vermelha: A fase final da vida de uma estrela massiva. Betelgeuse é uma supergigante vermelha; se estivesse onde está o Sol, sua superfície iria além da órbita de Marte.

• Estrelas Wolf–Rayet: Estrelas massivas extremamente quentes cujos poderosos ventos estelares arrancaram o hidrogênio externo, expondo o hélio e o carbono do interior.

• Supernova de colapso do núcleo: O núcleo de ferro de uma estrela massiva colapsa e a estrela explode no rebote. Oxigênio, neônio, magnésio, silício, enxofre, cálcio e outros elementos vêm principalmente daqui.

• Estrela de nêutrons: O núcleo deixado por uma supernova, com apenas cerca de 20 km de diâmetro; uma colher de chá da sua matéria pesa bilhões de toneladas.

• Buraco negro de massa estelar: Quando as estrelas mais massivas morrem, seus núcleos colapsam em buracos negros. Em 2015, as ondas gravitacionais nos permitiram “ouvir” diretamente a fusão de dois deles pela primeira vez.

• Gigante vermelha: Depois que uma estrela como o Sol esgota o hidrogênio do núcleo, ela incha numa gigante vermelha e funde três núcleos de hélio em carbono no centro.

• Estrelas do ramo gigante assintótico: A fase final das estrelas de baixa massa. No interior, o processo lento de captura de nêutrons produz estrôncio, bário, chumbo e outros elementos, que os ventos estelares sopram para o espaço.

• Pulsares: Uma estrela de nêutrons que gira rápido e varre ondas de rádio como um farol. Os pulsares mais rápidos giram mais de 700 vezes por segundo.

• Nebulosa planetária: Uma casca de gás brilhante expelida por uma estrela, sem nada a ver com planetas. O nome vem de como elas pareciam discos planetários nos primeiros telescópios.

• Anã branca: O remanescente de uma estrela como o Sol: do tamanho da Terra mas com cerca da massa do Sol, esfriando devagar ao longo de dezenas de bilhões de anos.

• Magnetar: Os objetos mais fortemente magnetizados, com campos mais de um quatrilhão de vezes o da Terra.

• Nova: Uma anã branca puxa hidrogênio de uma estrela companheira, a superfície sofre de repente uma explosão nuclear e o brilho salta mais de dez mil vezes, mas a anã branca em si sobrevive.

• Supernovas do tipo Ia: Uma anã branca explode inteira quando sua massa passa de cerca de 1,4 massa solar. Mais da metade do ferro do Sistema Solar pode vir daqui. Elas também são as “velas padrão” usadas para medir a expansão cósmica.

• Fusões de estrelas de nêutrons: Duas estrelas de nêutrons colidem e produzem elementos pesados como ouro, platina e urânio por captura rápida de nêutrons. Em 2017, humanos observaram pela primeira vez suas ondas gravitacionais e sua luz.

• Quilonova: O brilho residual de uma fusão de estrelas de nêutrons, cerca de mil vezes mais brilhante que uma nova, com elementos pesados recém-formados no espectro.

• Anã vermelha: As estrelas mais comuns da Via Láctea, com uma fração da massa do Sol. Podem viver trilhões de anos, muito mais que a idade atual do universo.

• Estrela como o Sol: Uma anã amarela com superfície a cerca de 5.800 K e vida de cerca de 10 bilhões de anos. O Sol é um membro comum.

• Anã marrom: “Estrelas fracassadas” sem massa suficiente para acender a fusão do hidrogênio, entre planetas gigantes e estrelas.

• Sistema estelar binário: Cerca de metade das estrelas como o Sol tem uma companheira. A transferência de massa entre as duas estrelas dá origem a novas, supernovas do tipo Ia e binárias de raios X.

• Variável cefeida: O brilho pulsa com período fixo; quanto maior o período, mais brilhante a estrela. Essa regra, descoberta por Leavitt em 1912, permitiu a Hubble medir a distância de galáxias.

• Binária de raios X: Quando um objeto compacto devora sua companheira, o disco de acreção é aquecido a milhões de graus e emite raios X. Cygnus X-1 foi o primeiro candidato a buraco negro confirmado.

• Aglomerado globular: Uma bola de centenas de milhares de estrelas antigas bem apertadas, com até mais de 12 bilhões de anos, mais velhas que a maior parte da estrutura da Via Láctea.

• Galáxia anã: Galáxias pequenas com apenas centenas de milhões a poucos bilhões de estrelas e uma proporção especialmente alta de matéria escura; os “blocos de construção” das galáxias grandes.

• Buraco negro supermassivo: Quase toda galáxia grande tem um no centro, com milhões a bilhões de vezes a massa do Sol. Por que eles cresceram tão rápido no universo primitivo ainda é um enigma.

• Quasares: Luz emitida enquanto um buraco negro supermassivo se alimenta freneticamente. Um quasar pode ofuscar a Via Láctea inteira em centenas de vezes.

• Núcleo ativo de galáxia: Um buraco negro supermassivo que está se alimentando, com jatos que podem se estender por centenas de milhares de anos-luz além da galáxia.

• Protogaláxia: Galáxias jovens e ricas em gás do universo primitivo, formando estrelas furiosamente. O telescópio Webb as viu poucas centenas de milhões de anos depois do início do universo.

• Fusão de galáxias: As galáxias crescem por colisões. As fusões desencadeiam formação estelar em larga escala e podem transformar galáxias espirais em elípticas.

• Galáxia starburst: Formam estrelas a um ritmo de dezenas a centenas de vezes o da Via Láctea, geralmente desencadeado por fusões ou interações fortes.

• Galáxia elíptica: Formadas por grandes fusões; o gás acabou, quase não formam mais estrelas e estão cheias de estrelas vermelhas e velhas.

• Galáxia irregular: Galáxias sem forma definida; as Nuvens de Magalhães Grande e Pequena são exemplos, muitas vezes distorcidas por perturbações gravitacionais.

• Galáxia espiral: Galáxias de disco em que novas estrelas nascem o tempo todo ao longo dos braços espirais; cerca de 60% das galáxias grandes são deste tipo.

• Galáxia espiral barrada: Tem uma “barra” de estrelas atravessando o centro; a Via Láctea é uma delas.

• Via Láctea: Cerca de 100.000 anos-luz de diâmetro, com 100 a 400 bilhões de estrelas. O Sol fica num braço espiral secundário e dá uma volta no centro a cada 230 milhões de anos.

• Sagitário A*: O buraco negro supermassivo no centro da Via Láctea, de cerca de 4 milhões de massas solares. O Event Horizon Telescope publicou sua imagem em 2022.

• Onda de densidade: Os braços espirais não são matéria fixa, mas “engarrafamentos” que giram devagar; as estrelas que passam são comprimidas e novas estrelas se formam.

• Aglomerado aberto: Centenas a milhares de estrelas jovens nascidas da mesma nuvem de gás, como as Plêiades, que se dispersam aos poucos em algumas centenas de milhões de anos.

• Grupo de galáxias: Dezenas de galáxias ligadas pela gravidade; o menor tipo de coleção de galáxias.

• Grupo Local: Uma família da Via Láctea, da Galáxia de Andrômeda e de cerca de 80 galáxias pequenas, com cerca de 10 milhões de anos-luz de diâmetro.

• Aglomerado de galáxias: Milhares de galáxias reunidas, com gás a dezenas de milhões de graus entre elas; a maior parte da massa é matéria escura.

• Superaglomerado: Uma estrutura maior formada por aglomerados de galáxias, estendendo-se por mais de 100 milhões de anos-luz e nem todo ligado pela gravidade.

• Lente gravitacional: Objetos massivos curvam a luz, distorcendo, ampliando ou até multiplicando as imagens das galáxias atrás deles. Isso pode ser usado para “pesar” a matéria escura.

• Filamentos: As galáxias se alinham ao longo de estruturas gigantes em forma de fio, que podem ter centenas de milhões de anos-luz de comprimento.

• Vazio cósmico: Regiões vazias com mais de 100 milhões de anos-luz de largura e pouquíssimas galáxias, ocupando a maior parte do volume do universo.

• Superaglomerado de Laniakea: O superaglomerado que contém a Via Láctea, mapeado em 2014. O nome significa “céu imensurável” em havaiano, e ele contém cerca de 100.000 galáxias.

• Teia cósmica: Uma rede tridimensional de filamentos, paredes, nós e vazios: a aparência do universo nas maiores escalas.

• Oscilações acústicas bariônicas: Ondas sonoras do universo primitivo deixaram um espaçamento característico de cerca de 500 milhões de anos-luz na distribuição das galáxias, uma régua para medir a expansão cósmica.

• Energia escura: Começando há cerca de 5 bilhões de anos, a expansão cósmica passou de desacelerada a acelerada. O que a impulsiona se chama energia escura, cerca de 70% da energia total do universo.

• Disco protoplanetário: Um disco giratório de gás e poeira em volta de uma estrela recém-nascida. O Atacama Large Millimeter Array fotografou anéis e vãos no disco abertos por planetas.

• Inclusões ricas em cálcio e alumínio: Os sólidos mais antigos dos meteoritos, com cerca de 4,567 bilhões de anos, tomados como o tempo zero do Sistema Solar.

• Côndrulos: Pequenas contas de rocha fundidas num instante e resfriadas no disco protoplanetário. A maioria dos meteoritos as contém.

• Sol: Tem 99,86% da massa do Sistema Solar e converte cerca de 4 milhões de toneladas de massa em energia a cada segundo.

• Vento solar: Um fluxo constante de partículas carregadas vindo do Sol. Ele sopra por mais de cem unidades astronômicas antes de encontrar o meio interestelar.

• Planetesimais: Blocos de rocha e gelo do tamanho de quilômetros, formados passo a passo a partir de poeira. São os blocos de construção dos planetas.

• Júpiter: Mais que o dobro da massa de todos os outros planetas juntos. Provavelmente se formou primeiro, e sua gravidade moldou todo o Sistema Solar.

• Cinturão de asteroides: Sua massa total é só cerca de 3% da da Lua. A gravidade de Júpiter impediu que ele chegasse a formar um planeta.

• Saturno: Sua densidade média é menor que a da água. Os anéis são principalmente blocos de gelo e podem ter apenas algumas centenas de milhões de anos.

• Hipótese Grand Tack: Um modelo diz que Júpiter já migrou para dentro até perto da órbita de Marte antes de Saturno “puxá-lo” de volta para fora. Isso explicaria por que Marte é tão pequeno.

• Urano: Seu eixo de rotação fica quase deitado, provavelmente resultado de um impacto gigante no início.

• Netuno: Em 1846 sua posição foi prevista primeiro pela matemática e depois confirmada com um telescópio.

• Mercúrio: O planeta mais próximo do Sol. Um dia solar ali dura cerca de 176 dias terrestres, mais que o seu ano.

• Vênus: Uma densa atmosfera de dióxido de carbono causa um efeito estufa descontrolado. A superfície está a cerca de 465°C, mais quente que Mercúrio.

• Terra: O único planeta conhecido com vida e o planeta mais denso do Sistema Solar.

• Marte: Já teve rios e lagos. O Curiosity encontrou rocha sedimentar de um antigo lago na Cratera Gale.

• Ceres: O maior objeto do cinturão de asteroides. A sonda Dawn encontrou depósitos de sal brilhantes em suas crateras.

• Lua: Provavelmente formada pelo material lançado quando Theia atingiu a Terra. Ela estabiliza o eixo de rotação da Terra e provoca as marés.

• Campo magnético da Terra: O ferro que flui no núcleo externo líquido gera um campo magnético que bloqueia o vento solar e protege a atmosfera e os oceanos.

• Atmosfera primordial: A atmosfera primitiva era principalmente dióxido de carbono, nitrogênio e vapor d'água, com quase nenhum oxigênio.

• Cinturão de Kuiper: Um cinturão de corpos de gelo além da órbita de Netuno. Em 2019 a New Horizons passou por um deles, Arrokoth.

• O modelo de Nice: As órbitas dos planetas gigantes já passaram por um rearranjo instável que lançou muitos corpos pequenos para o Sistema Solar interno, possivelmente desencadeando o Grande Bombardeio Tardio.

• Plutão: Reclassificado como planeta anão em 2006. A New Horizons descobriu que sua região “em forma de coração” é uma planície de gelo de nitrogênio.

• Nuvem de Oort: Uma nuvem esférica de corpos de gelo em volta do Sistema Solar, que pode se estender além de 1 ano-luz. Os cometas de longo período vêm daqui.

• Cometas: Uma “bola de neve suja”. A Rosetta detectou glicina e fósforo no cometa 67P.

• Tectônica de placas: A crosta é quebrada em placas que se movem devagar, levando carbono para o manto e regulando o clima da Terra a longo prazo.

• Fontes hidrotermais do fundo do mar: Água quente rica em hidrogênio e sulfetos jorra do fundo do mar. Descobertos só em 1977, abrigam ecossistemas inteiros que vivem sem luz do sol.

Pesquisas relacionadas

Estes estudos têm relação com o tema, mas não são prova direta do que está nesta página.

• O artigo αβγ: Alpher e Gamow calcularam como os elementos leves se formaram no Big Bang, e o nome de Bethe foi incluído para fazer “αβγ”.

  Fonte:Alpher, Bethe & Gamow, Physical Review 1948, "The origin of chemical elements"

• Radiação cósmica de fundo: Dois pesquisadores da Bell Labs não conseguiam eliminar o ruído da antena e por fim perceberam que era o brilho residual do Big Bang. Ganharam o Nobel de 1978.

  Fonte:Penzias & Wilson, The Astrophysical Journal 1965, "A measurement of excess antenna temperature at 4080 Mc/s"

• Explicando o brilho residual: Uma equipe de Princeton se preparava para procurar essa radiação, foi ultrapassada pelo laboratório vizinho e escreveu a explicação teórica.

  Fonte:Dicke, Peebles, Roll & Wilkinson, The Astrophysical Journal 1965, "Cosmic black-body radiation"

• Um corpo negro perfeito: O espectro medido pelo COBE bateu quase perfeitamente com a curva teórica do corpo negro, dando apoio decisivo à teoria do Big Bang.

  Fonte:Mather et al., The Astrophysical Journal Letters 1990, "A preliminary measurement of the cosmic microwave background spectrum by the Cosmic Background Explorer (COBE) satellite"

• Ondulações no brilho residual: A radiação de fundo tem ondulações de temperatura de uma parte em 100.000. Essas pequenas diferenças viraram as sementes das galáxias.

  Fonte:Smoot et al., The Astrophysical Journal Letters 1992, "Structure in the COBE differential microwave radiometer first-year maps"

• Oscilações acústicas bariônicas: Ondas sonoras do universo primitivo deixaram uma escala característica de cerca de 500 milhões de anos-luz na distribuição das galáxias, que virou uma régua para medir o universo.

  Fonte:Eisenstein et al., The Astrophysical Journal 2005, "Detection of the baryon acoustic peak in the large-scale correlation function of SDSS luminous red galaxies"

• A linha de 21 cm: A primeira detecção da emissão de rádio de 21 cm do hidrogênio neutro permitiu aos humanos “ver” gás da Via Láctea que de outra forma é invisível.

  Fonte:Ewen & Purcell, Nature 1951, "Observation of a line in the galactic radio spectrum"

• Sinal da aurora cósmica: O experimento EDGES relatou um sinal de absorção de 21 cm deixado pelas primeiras estrelas, mas o resultado ainda é contestado e aguarda verificação independente.

  Fonte:Bowman et al., Nature 2018, "An absorption profile centred at 78 megahertz in the sky-averaged spectrum"

• O núcleo atômico: Partículas alfa às vezes voltavam rebatidas de uma folha de ouro, e Rutherford concluiu que a massa do átomo se concentra num núcleo minúsculo.

  Fonte:Rutherford, Philosophical Magazine 1911, "The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom"

• O que alimenta as estrelas: Bethe calculou que as estrelas brilham por fusão nuclear, resolvendo o enigma de como o Sol queima por bilhões de anos.

  Fonte:Bethe, Physical Review 1939, "Energy production in stars"

• Massa invisível: A periferia da galáxia de Andrômeda gira rápido demais, então uma grande quantidade de matéria invisível deve fornecer a gravidade. A matéria escura deixou de ser só um palpite.

  Fonte:Rubin & Ford, The Astrophysical Journal 1970, "Rotation of the Andromeda Nebula from a spectroscopic survey of emission regions"

• Primeira proposta da matéria escura: Zwicky notou que as galáxias do Aglomerado de Coma se moviam rápido demais e propôs que existe “matéria escura”. A ideia foi ignorada por décadas.

  Fonte:Zwicky, Helvetica Physica Acta 1933, "Die Rotverschiebung von extragalaktischen Nebeln"

• Aglomerado da Bala: Depois que dois aglomerados de galáxias colidiram, o gás ficou no meio enquanto os centros de gravidade acabaram um de cada lado. A matéria escura tinha sido “arremessada” para fora.

  Fonte:Clowe et al., The Astrophysical Journal Letters 2006, "A direct empirical proof of the existence of dark matter"

• Sombra de um buraco negro: Radiotelescópios do mundo todo formaram um “telescópio virtual” do tamanho da Terra e fotografaram a sombra do buraco negro no centro de M87.

  Fonte:Event Horizon Telescope Collaboration, The Astrophysical Journal Letters 2019, "First M87 Event Horizon Telescope Results. I. The shadow of the supermassive black hole"

• Ondas gravitacionais: Dois buracos negros se fundiram há 1,3 bilhão de anos, e as ondulações no espaço-tempo foram enfim ouvidas por humanos, confirmando a previsão de Einstein de um século antes.

  Fonte:Abbott et al. (LIGO & Virgo), Physical Review Letters 2016, "Observation of gravitational waves from a binary black hole merger"

• O limite de Chandrasekhar: Uma anã branca tem uma massa máxima, cerca de 1,4 massa solar. Além dela, a estrela está condenada a continuar colapsando.

  Fonte:Chandrasekhar, The Astrophysical Journal 1931, "The maximum mass of ideal white dwarfs"

• Buraco negro gigante no universo primitivo: Quando o universo tinha menos de 700 milhões de anos, já havia um buraco negro de 800 milhões de massas solares. Como cresceu tão rápido? Ainda é um mistério.

  Fonte:Bañados et al., Nature 2018, "An 800-million-solar-mass black hole in a significantly neutral Universe at a redshift of 7.5"

• O centro galáctico: Acompanhar estrelas perto do centro galáctico por mais de uma década provou que ali se esconde um buraco negro de cerca de 4 milhões de massas solares. Nobel de 2020.

  Fonte:Ghez et al., The Astrophysical Journal 2008, "Measuring distance and properties of the Milky Way's central supermassive black hole with stellar orbits"

• B²FH: este artigo de cem páginas explicou, passo a passo, como as estrelas forjam os elementos da tabela periódica. Somos todos poeira de estrelas, e é aqui que essa ideia começa.

  Fonte:Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle, Reviews of Modern Physics 1957, "Synthesis of the elements in stars"

• A previsão de Hoyle: Para as estrelas produzirem carbono suficiente, Hoyle previu que o carbono-12 precisa ter um nível de energia especial, o que os experimentos depois confirmaram.

  Fonte:Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement 1954, "On nuclear reactions occurring in very hot stars. I. The synthesis of elements from carbon to nickel"

• Quilonova: A primeira vez que o mesmo evento cósmico foi “ouvido” e “visto”: a fusão de duas estrelas de nêutrons.

  Fonte:Abbott et al., Physical Review Letters 2017, "GW170817: Observation of gravitational waves from a binary neutron star inspiral"

• De onde vem o ouro: O material lançado pelas fusões de estrelas de nêutrons contém grandes quantidades de elementos pesados. O ouro do seu anel provavelmente veio de uma colisão dessas.

  Fonte:Kasen et al., Nature 2017, "Origin of the heavy elements in binary neutron-star mergers from a gravitational-wave event"

• Pulsares: A estudante de doutorado Jocelyn Bell notou um sinal de rádio preciso ao segundo. No começo chamado de brincadeira de “homenzinhos verdes”, acabou sendo uma estrela de nêutrons.

  Fonte:Hewish, Bell et al., Nature 1968, "Observation of a rapidly pulsating radio source"

• Uma galáxia com redshift 14: O telescópio Webb confirmou galáxias brilhantes que já existiam cerca de 300 milhões de anos depois do início do universo, muito antes do esperado.

  Fonte:Carniani et al., Nature 2024, "Spectroscopic confirmation of two luminous galaxies at a redshift of 14"

• Campo Profundo do Hubble: O Hubble encarou um pedacinho de céu “vazio” por dez dias de exposição e captou cerca de três mil galáxias.

  Fonte:Williams et al., The Astronomical Journal 1996, "The Hubble Deep Field: Observations, data reduction, and galaxy photometry"

• Mapa estelar do Gaia: O satélite Gaia mediu as posições e os movimentos de mais de um bilhão de estrelas, produzindo o mapa 3D mais detalhado da Via Láctea.

  Fonte:Gaia Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2018, "Gaia Data Release 2. Summary of the contents and survey properties"

• Matéria escura fria: Se a matéria escura é “fria” e lenta, as galáxias se agrupam de baixo para cima, passo a passo, o que bate com as observações.

  Fonte:Blumenthal, Faber, Primack & Rees, Nature 1984, "Formation of galaxies and large-scale structure with cold dark matter"

• A forma dos halos de matéria escura: Simulações de computador mostram que os halos de matéria escura fria, de galáxias anãs a aglomerados de galáxias, seguem o mesmo perfil de densidade. O perfil depois foi batizado com o nome de seus três autores.

  Fonte:Navarro, Frenk & White, The Astrophysical Journal 1996, "The structure of cold dark matter halos"

• A receita do universo: O satélite Planck mediu as minúsculas flutuações da radiação cósmica de fundo: a matéria comum responde por cerca de 5% da energia total do Universo, a matéria escura por cerca de 27%, e o resto é energia escura.

  Fonte:Planck Collaboration, Astronomy & Astrophysics 2020, "Planck 2018 results. VI. Cosmological parameters"