Há quase um século, o astrônomo Edwin Hubble descobriu que quase todas as galáxias estavam se afastando da Via Láctea. Esta observação tornou-se uma pedra angular da cosmologia moderna porque forneceu provas fundamentais de que o Universo estava em expansão e começou com o Big Bang. Mesmo na época de Hubble, porém, os astrónomos sabiam que este 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 ficaram intrigados com um mistério relacionado. Com exceção de Andrómeda, a maioria das grandes galáxias da nossa vizinhança parecem estar a afastar-se de nós, em vez de serem atraídas para dentro pela gravidade. Isto pode parecer surpreendente, uma vez que estas galáxias estão localizadas perto do Grupo Local de galáxias (a Via Láctea, a Galáxia de Andrómeda e dezenas de galáxias mais pequenas), e a sua massa combinada deverá ter uma influência gravitacional significativa.
Enorme fatia cósmica em torno do grupo local
Uma equipa de investigação internacional liderada por Ewoud Wempe, doutorando no Instituto Kaptein em Groningen, acredita ter encontrado uma explicação. Através de simulações computacionais avançadas, os investigadores descobriram que o material que rodeia o Grupo Local de galáxias está organizado numa estrutura ampla e plana 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 existem enormes áreas vazias chamadas vazios cósmicos.
Simulações mostram que este arranjo de matéria pode reproduzir com precisão as posições e velocidades das galáxias observadas ao nosso redor. Em outras palavras, o modelo computacional reproduziu com sucesso os mesmos padrões que os astrônomos veem no universo real.
Criando gêmeos virtuais de nossos vizinhos cósmicos
Para construir o seu modelo, os cientistas começaram com as condições do universo primitivo. Eles usaram medições da radiação cósmica de fundo para estimar a distribuição da matéria logo após o Big Bang. Um poderoso computador empurrou então este universo primitivo para a frente no tempo, eventualmente produzindo um sistema que corresponde ao enxame local de hoje.
A simulação resultante replica a massa, posição e movimento das galáxias Via Láctea e Andrômeda, bem como as posições e velocidades de 31 galáxias fora do Grupo Local. Como o modelo é tão semelhante ao nosso ambiente, os investigadores descrevem-no como um “gémeo virtual” do nosso ambiente cósmico.
Quando o modelo inclui uma distribuição plana de matéria, as galáxias circundantes afastam-se de nós a velocidades semelhantes às realmente observadas. Apesar da atração gravitacional do Grupo Local, as galáxias dentro do plano ainda são afetadas pela propagação de massa extra dentro do mesmo plano. Esta massa distante neutraliza a gravidade do grupo local. Enquanto isso, a região fora do plano contém muito poucas galáxias, o que explica por que não vemos objetos caindo sobre nós vindos dessas direções.
Um mistério de longa data é finalmente explicado
O pesquisador principal, Ewoud Wempe, disse que o estudo é a primeira tentativa detalhada de determinar a distribuição e o movimento da matéria escura nas regiões ao redor das galáxias Via Láctea e Andrômeda. “Estamos a explorar todas as estruturas locais possíveis no Universo primitivo que poderiam eventualmente levar a enxames locais. É óptimo que agora tenhamos um modelo que é consistente com os modelos cosmológicos actuais, por um lado, e com a dinâmica do nosso ambiente local, por outro.”
A astrônoma Amina Helmi também saudou a descoberta, observando que o problema tem intrigado os pesquisadores há décadas. “Fiquei satisfeito ao ver que, com base puramente nos movimentos das galáxias, poderíamos determinar a distribuição de massa correspondente às posições das galáxias dentro e fora do Grupo Local.”
