Os cientistas produziram a visão mais nítida de sempre de parte da teia cósmica, uma vasta rede de matéria oculta que se estende por todo o universo e liga as galáxias. Depois de passar centenas de horas a recolher dados observacionais, uma equipa internacional capturou uma imagem detalhada de um filamento cósmico gigante que liga duas galáxias em formação ativa quando o Universo tinha apenas cerca de 2 mil milhões de anos.
A descoberta proporciona uma rara observação 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 mostra 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 estrutura gigante de filamentos em forma de teia. Onde esses filamentos se cruzam, as galáxias se formam e brilham intensamente.
Os cientistas acreditam que estes filamentos também atuam como estradas intergalácticas, transportando gás para as galáxias e promovendo o nascimento de novas estrelas. Compreender como este gás viaja através da teia cósmica é crucial para compreender como as galáxias se desenvolvem.
Mas detectar este gás é extremamente difícil. A maior parte do gás interestelar só pode ser observada indiretamente, medindo como absorve a luz dos objetos brilhantes atrás dele. O hidrogénio, o elemento mais abundante no Universo, emite apenas uma luz muito fraca, tornando a observação direta quase impossível com instrumentos mais antigos.
Centenas de horas de observação telescópica
As novas observações foram realizadas por pesquisadores da Universidade de Milão Bicocca em conjunto com cientistas do Instituto Max Planck de Astrofísica (MPA). A equipe usou o MUSE (Multiple Unit Spectroscopic Explorer), um poderoso instrumento montado no Very Large Telescope do Observatório Europeu do Sul, no Chile.
Mesmo com tecnologia tão avançada, o projeto exigiu uma das mais ambiciosas campanhas de observação do MUSE já realizadas em uma única área do céu. Os pesquisadores coletaram centenas de horas de dados para detectar o filamento fraco com clareza suficiente para uma análise detalhada.
A investigação, liderada por Davide Tornotti, estudante de doutoramento na Universidade de Milão Bicocca, produziu a imagem mais nítida até agora do filamento cósmico, que se estende por cerca de 3 milhões de anos-luz. Esta estrutura conecta duas galáxias, cada uma contendo um buraco negro supermassivo ativo.
Os resultados da pesquisa foram publicados em astronomia natural E fornece um novo método para estudar as propriedades físicas do gás dentro dos filamentos interestelares.
Uma viagem de 12 bilhões de anos ao espaço
“Ao capturar a luz fraca deste filamento, que viajou menos de 12 mil milhões de anos para chegar à Terra, conseguimos mapear com precisão a sua forma,” explica Davide Tornotti. “Pela primeira vez, podemos traçar a fronteira entre o gás numa galáxia e a matéria contida na teia cósmica usando medições diretas.”
Para explicar melhor as observações, os pesquisadores compararam os dados com simulações de supercomputadores do universo criadas pela MPA. Estas simulações prevêem como deveria ser esta estrutura filamentosa nos modelos cosmológicos atuais.
“Quando comparadas com novas imagens de alta definição da teia cósmica, encontramos uma concordância substancial entre a teoria atual e as observações”, acrescentou Tonotti.
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 recebem o material de que necessitam para continuar a formar estrelas.
Os investigadores esperam agora identificar mais destas estruturas ténues para obter uma compreensão mais ampla de como a matéria flui na teia cósmica.
Fabrizio Arrigoni Battaia, um cientista da MPA envolvido no estudo, conclui: “Estamos entusiasmados com esta observação direta e de alta definição dos filamentos cósmicos.
