Há quase um século, o astrônomo Edwin Hubble descobriu que quase todas as galáxias estão se afastando da Via Láctea. Esta observação tornou-se uma pedra angular da cosmologia moderna porque forneceu provas fundamentais de que o Universo está em expansão e que começou com o Big Bang. Contudo, mesmo na era Hubble, os astrónomos sabiam que o padrão não era universal. Uma exceção notável é a nossa galáxia vizinha, Andrómeda, que se move em direção à Via Láctea a cerca de 100 quilómetros por segundo.
Durante cerca de cinquenta anos, os cientistas têm estado intrigados com outro mistério relacionado. A maioria das grandes galáxias próximas da nossa galáxia, com exceção da Galáxia de Andrômeda, parecem estar se afastando de nós em vez de serem puxadas para dentro pela gravidade. Isto parece estranho porque estas galáxias estão próximas do Grupo Local (a Via Láctea, a Galáxia de Andrómeda e dezenas de galáxias mais pequenas), cuja massa combinada deveria exercer uma influência gravitacional notável.
Um lençol cósmico gigante ao redor do grupo local
Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo Dr. Ewoud Wempe, do Instituto Kaptein em Groningen, acredita ter encontrado uma explicação para isso. Utilizando simulações computacionais de última geração, os investigadores descobriram que a matéria que rodeia o Grupo Local está organizada numa estrutura ampla e achatada que se estende por dezenas de milhões de anos-luz. Esta estrutura inclui não apenas a matéria comum, mas também a matéria escura invisível que rodeia as galáxias. Acima e abaixo desta região plana encontram-se vastas regiões vazias conhecidas como vazios cósmicos.
Simulações mostram que este arranjo de matéria pode reproduzir com precisão tanto a posição como a velocidade das galáxias observadas ao nosso redor. Em outras palavras, o modelo computacional reproduz com sucesso os mesmos padrões que os astrônomos veem no universo real.
Criando um duplo virtual da nossa vizinhança espacial
Para construir o seu modelo, os cientistas começaram com as condições do universo primitivo. Eles usaram medições da radiação cósmica de fundo para estimar como a matéria foi distribuída logo após o Big Bang. Um poderoso computador então evoluiu este universo primitivo no tempo, criando eventualmente um sistema que corresponde ao atual Grupo Local.
A simulação resultante reproduz as massas, localizações e movimentos da Via Láctea e de Andrômeda, bem como as posições e velocidades de 31 galáxias fora do Grupo Local. Dado que o modelo se assemelha tanto ao nosso ambiente, os investigadores descrevem-no como um “gémeo virtual” do nosso ambiente espacial.
Se o modelo incluir uma distribuição plana de matéria, as galáxias circundantes estão a afastar-se de nós a velocidades semelhantes às realmente observadas. Apesar da atração gravitacional do Grupo Local, as galáxias dentro do plano são afetadas por uma massa adicional espalhada pelo plano. Esta massa distante equilibra a gravidade do Grupo Local. Enquanto isso, as regiões fora do plano contêm muito poucas galáxias, o que explica por que não vemos objetos caindo em nossa direção vindos dessas direções.
Um enigma de longa data é finalmente explicado
De acordo com o investigador principal Ewood Wempe, o estudo representa a primeira tentativa detalhada de determinar a distribuição e o movimento da matéria escura na região em torno da Via Láctea e de Andrómeda. “Estamos investigando todas as configurações locais possíveis do universo primitivo que poderiam eventualmente levar ao Grupo Local. É ótimo que agora tenhamos um modelo que corresponda ao modelo cosmológico atual, por um lado, e à dinâmica do nosso ambiente local, por outro.”
A astrónoma Amina Helmi também acolheu favoravelmente as descobertas, observando que o problema tem desafiado os investigadores há décadas. “Estou muito entusiasmado por ver que, com base apenas nos movimentos das galáxias, podemos determinar a distribuição de massa que corresponde à posição das galáxias dentro e fora do Grupo Local.”
