Astrônomos acabaram de detectar possivelmente as maiores estruturas giratórias do Universo

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Impressão artística do Efeito Doppler de um filamento cósmico. Créditos: AIP / A. Khalatyan / J. Fohlmeister.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

Embora o céu noturno mude muito pouco nas escalas de tempo humanas, o Universo não é um lugar estático.

Nós giramos em movimento ao redor do centro galáctico. Estrelas nascem e morrem em violentas explosões. Galáxias colidem.

E, pela primeira vez, astrônomos acabam de encontrar evidências de que algumas das maiores estruturas do cosmos giram em uma escala de centenas de milhões de anos-luz. Se comprovada, representaria a maior estrutura rotativa já vista – sugerindo que o momento angular pode ser gerado em escalas absolutamente alucinantes.

A estrutura em questão é um filamento cósmico, uma estrutura longa e cilíndrica de matéria escura, que se estende pelo espaço intergaláctico como uma espécie de ponte entre aglomerados de galáxias. Esses filamentos são fios de uma vasta teia cósmica, por meio da qual galáxias e o material de formação de estrelas são canalizados para os nós do aglomerado.

Isso significa que as galáxias também podem ser encontradas ao longo do filamento, não apenas dentro dos aglomerados. Isso dá aos cientistas uma ferramenta para identificar o movimento rotacional dentro do próprio filamento.

“Ao mapear o movimento das galáxias nessas enormes estradas cósmicas usando o Sloan Digital Sky Survey – um levantamento de centenas de milhares de galáxias – encontramos uma propriedade notável desses filamentos: eles giram”, disse o astrofísico Peng Wang, do Instituto Leibniz para Astrofísica de Potsdam (AIP) na Alemanha.

Os filamentos têm centenas de milhões de anos-luz de comprimento, mas apenas alguns milhões de anos-luz de diâmetro. Em escalas tão grandes, não seremos capazes de ver as galáxias realmente se movendo, mas, felizmente para nós, a luz de um objeto em movimento pode denunciar isso.

É chamado de Efeito Doppler, mudanças no comprimento de onda da luz dependendo se ela está se movendo para perto ou para longe do observador. Comprimentos de onda de luz de um objeto que se aproxima parecerão diminuir ligeiramente em direção à extremidade azul do espectro, isto é, um desvio para o azul; comprimentos de onda de objetos que se afastam aumentam ou desviam para o vermelho.

Estudando cuidadosamente a luz das galáxias nos filamentos cósmicos e comparando-as entre si, os astrônomos descobriram que as galáxias de um lado do filamento estavam desviadas para o vermelho em comparação ao outro lado. Isso é exatamente o que você esperaria ver se as galáxias estivessem em movimento de vórtice perpendicular à espinha do filamento.

“Nessas escalas, as galáxias dentro delas são apenas partículas de poeira”, explicou o cosmógrafo Noam Libeskind, da AIP.

“Elas se movem em hélices ou em órbitas em forma de saca-rolhas, circulando ao redor do meio do filamento enquanto viajam ao longo dele. Tal rotação nunca foi vista antes em escalas tão enormes, e a implicação é que deve haver um mecanismo físico ainda desconhecido responsável por torquear esses objetos”.

Descobrir o que é esse mecanismo pode ajudar os astrônomos a descobrir como o momento angular é gerado no cosmos. Atualmente, é um mistério; no Universo primitivo, de acordo com nossos modelos cosmológicos, não havia rotação – a matéria movia-se de regiões menos densas para mais densas.

Uma teoria, chamada de torque de maré, sugere que a presença de uma força de cisalhamento pode ter adicionado um pouco de distorção, mas simplesmente não sabemos o suficiente para sequer começar a levá-la a sério em modelos de evolução cósmica.

Como as galáxias são conectadas e alimentadas por filamentos cósmicos, essas estruturas desempenham um papel íntimo na formação e evolução das galáxias, incluindo sua rotação. No entanto, o fato dos próprios filamentos girarem era algo que anteriormente só havia sido teorizado.

A descoberta de que sim nos ajudará a entender melhor o surgimento do momento angular no Universo e o papel que a teia cósmica desempenha em regulá-lo.

“É fantástico ver esta confirmação de que os filamentos intergalácticos giram no Universo real, bem como na simulação de computador”, disse Libeskind.

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.