Como os bilhões de galáxias do Universo se organizam? Embora o céu noturno dê a impressão de uma dispersão aleatória, uma imensa estrutura invisível orquestra, na realidade, sua distribuição. Prevista pelos modelos teóricos, essa estrutura conecta os aglomerados de galáxias por longos filamentos, evocando as malhas de uma teia de aranha na escala do cosmos.
Na região do super-aglomerado da Ursa Maior, astrônomos identificaram um alinhamento linear de galáxias se estendendo por quase quatro milhões de anos-luz. Essa descoberta, possibilitada pela sensibilidade do radiotelescópio chinês FAST, foi compartilhada em uma pré-publicação no
arXiv. Ela corresponde a um filamento tênue, uma espécie de caminho cósmico onde a matéria se agrega sob a influência dominante da matéria escura, essa componente invisível do Universo da qual percebemos apenas os efeitos gravitacionais.
Nesta imagem, o gás difuso (amarelo a violeta) contido no filamento cósmico que conecta duas galáxias, estendendo-se por uma vasta distância de 3 milhões de anos-luz.
Crédito: Davide Tornotti/Universidade de Milão-Bicocca Esses filamentos não são simples alinhamentos visuais. Eles desempenham o papel de autoestradas cósmicas, canalizando o gás interestelar que serve como combustível para a formação das estrelas e galáxias. A matéria escura, por sua força gravitacional, age como um imã gigante dentro dessas estruturas, atraindo a matéria ordinária e iniciando o nascimento das galáxias. Essa observação mostra assim como o Universo direciona ativamente seu próprio desenvolvimento em grande escala.
A capacidade de detectar tais filamentos tênues marca um avanço significativo na astronomia observacional. Instrumentos como o radiotelescópio FAST permitem agora sondar regiões do cosmos onde a luz é muito fraca. Ao estudar a emissão de rádio do hidrogênio neutro, os pesquisadores podem mapear a distribuição e os movimentos da matéria gasosa, revelando a geometria oculta dessas estruturas filamentares.
Essa descoberta levanta o véu sobre os processos de formação galáctica. As galáxias localizadas ao longo de um filamento parecem compartilhar uma história comum, influenciadas pelo mesmo ambiente gravitacional. Elas podem assim evoluir de maneira sincronizada, crescer ou até mesmo se fundir ao longo do tempo. Compreender essas dinâmicas contribui para reconstruir o cenário que moldou o Universo desde o Big Bang até sua estrutura atual em teia cósmica.
As pesquisas continuam para identificar outros filamentos similares e medir suas propriedades físicas com mais precisão.
Uma simulação de uma vasta região do cosmos realizada com um supercomputador e baseada no modelo padrão da cosmologia.
Crédito: Alejandro Benitez-Llambay/MPA/Universidade de Milão-Bicocca A observação por rádio: escutar o hidrogênio do Universo
A descoberta de filamentos tênues frequentemente se baseia na astronomia por rádio, uma técnica que captura as ondas de rádio emitidas pelos objetos celestes. Diferentemente da luz visível, essas ondas atravessam mais facilmente as nuvens de poeira e podem revelar regiões frias e difusas, como os vastos reservatórios de gás hidrogênio neutro.
O átomo de hidrogênio, o elemento mais abundante do Universo, emite uma onda de rádio muito específica em um comprimento de onda de 21 centímetros. Ao apontar um radiotelescópio como o FAST para uma região do céu, os astrônomos podem detectar esse sinal. Sua intensidade e seu desvio para o vermelho indicam a quantidade de hidrogênio presente e a distância em que ele se encontra.
Ao mapear essa emissão em grandes áreas do céu, torna-se possível reconstituir a distribuição espacial do gás. Os alinhamentos e as concentrações gasosas revelam então a presença de estruturas filamentares, mesmo se as galáxias associadas são pouco numerosas ou pouco luminosas. Esse método permite assim 'ver' o esqueleto gasoso da teia cósmica.
A vantagem dessa abordagem é sua sensibilidade a ambientes de densidade muito baixa, precisamente onde se encontram os filamentos mais finos. Ela complementa as observações em luz visível ou em raios X, que são mais eficazes para estudar os aglomerados densos de galáxias. Juntas, essas técnicas oferecem uma visão mais completa da arquitetura do Universo.
Fonte: arXiv