Os cientistas obtiveram a imagem mais clara de parte da teia cósmica, uma vasta teia oculta de matéria que se estende por todo o universo e conecta galáxias. Depois de passar centenas de horas a recolher observações, uma equipa internacional produziu uma imagem detalhada de um enorme filamento cósmico que liga duas galáxias em formação ativa desde que o Universo tinha apenas cerca de 2 mil milhões de anos.
A descoberta oferece uma rara visão direta de uma das maiores estruturas existentes e pode ajudar os investigadores a compreender melhor como as galáxias crescem e evoluem ao longo do tempo cósmico.
A estrutura oculta do universo
A cosmologia moderna sugere que a matéria escura representa aproximadamente 85% de toda a matéria do universo. Embora a matéria escura seja invisível, acredita-se que ela forme uma teia gigante de longos filamentos. Nos pontos onde esses fios se cruzam, as galáxias se formam e brilham intensamente.
Os cientistas acreditam que estes filamentos também atuam como estradas intergalácticas, canalizando gás para as galáxias e alimentando o nascimento de novas estrelas. Estudar como esse gás se move através da teia cósmica é considerado importante para a compreensão de como as galáxias evoluem.
Mas foi muito difícil detectar esse gás. A maioria dos gases intergalácticos só foram observados indiretamente, medindo como absorvem a luz de objetos brilhantes atrás deles. O hidrogénio, o elemento mais abundante no espaço, emite apenas um brilho muito fraco, tornando as observações diretas quase impossíveis com instrumentos mais antigos.
Centenas de horas de observações telescópicas
As novas observações foram feitas por pesquisadores da Universidade de Milão-Bicocca em conjunto com cientistas do Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA). A equipe usou o MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer), um poderoso instrumento montado no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile.
Mesmo com uma tecnologia tão avançada, o projeto exigiu uma das campanhas de observação MUSE mais ambiciosas alguma vez realizadas numa única região do céu. Os pesquisadores coletaram dados durante centenas de horas para identificar o fio tênue com precisão suficiente para uma análise detalhada.
A investigação liderada por Davide Tarnotti, estudante de doutoramento na Universidade de Milão-Bicacco, produziu a imagem mais nítida até agora do filamento cósmico, que se estende por cerca de 3 milhões de anos-luz. A estrutura conecta duas galáxias, cada uma contendo um buraco negro supermassivo ativo.
As descobertas foram publicadas em Astronomia da natureza e fornecer uma nova maneira de estudar as propriedades físicas do gás dentro dos filamentos intergalácticos.
Viagem de 12 bilhões no espaço
“Ao capturar a luz fraca emitida por este filamento, que viajou pouco menos de 12 mil milhões de anos para chegar à Terra, conseguimos caracterizar com precisão a sua forma”, explica Davide Tarnotti. “Pela primeira vez, conseguimos traçar a fronteira entre o gás encontrado nas galáxias e o material encontrado na teia cósmica através de medições diretas”.
Para interpretar melhor as observações, os pesquisadores compararam os dados com uma simulação do universo em supercomputador criado no MPA. Essas simulações previram como deveriam ser essas estruturas filamentares nos modelos cosmológicos atuais.
“Quando comparada com a nova imagem de alta resolução da teia cósmica, encontramos uma concordância substancial entre a teoria atual e as observações”, acrescenta Tarnati.
Novas pistas sobre a formação de galáxias
A combinação bem-sucedida entre observações e simulações dá aos cientistas maior confiança na sua compreensão de como o gás é distribuído em torno das galáxias e como as galáxias obtêm o material de que necessitam para continuar a formar estrelas.
Os investigadores esperam agora identificar muito mais destas estruturas ténues para construir uma imagem mais ampla de como a matéria flui através da teia cósmica.
Fabrizio Arrigoni Bataia, investigador da MPA envolvido no estudo, conclui: “Estamos entusiasmados com esta observação direta em alta definição do filamento cósmico.
