Por que algumas galáxias giram como piões gigantes, enquanto outras parecem imóveis? Esta questão atormenta os astrônomos há décadas, e uma descoberta recente pode trazer elementos de resposta inesperados.
Uma equipe internacional identificou uma fina cadeia de galáxias localizada a 140 milhões de anos-luz, dentro de um imenso filamento cósmico. Esta estrutura, descrita nos Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, mostra que catorze galáxias ricas em hidrogênio estão alinhadas ao longo de 5,5 milhões de anos-luz. O mais surpreendente é que sua rotação parece seguir a do próprio filamento, um fenômeno raro que questiona nosso conhecimento sobre a origem do movimento das galáxias.
Ilustração mostrando a rotação do hidrogênio neutro nas galáxias de um filamento extenso, onde estas apresentam um movimento coerente seguindo a teia cósmica em grande escala. Crédito: Lyla Jung
Os filamentos cósmicos são as maiores estruturas conhecidas no Universo, formando uma rede de galáxias e matéria escura. Eles guiam a matéria e a energia para as galáxias vizinhas, influenciando seu crescimento. Neste caso específico, os pesquisadores observaram que as galáxias de cada lado do eixo do filamento se deslocam em direções opostas, indicando uma rotação global do conjunto. Esta configuração oferece uma oportunidade única de estudar como as grandes estruturas cósmicas transmitem seu movimento às galáxias que abrigam (para saber mais sobre estas estruturas, veja abaixo).
Os cientistas utilizaram modelos dinâmicos para estimar a velocidade de rotação do filamento em cerca de 110 quilômetros por segundo. Sua região central densa se estende por quase 163.000 anos-luz. Esta estrutura jovem e pouco perturbada, qualificada como "fria dinamicamente", contém muitas galáxias gasosas, sinal de que ainda está em formação. O hidrogênio presente serve como matéria-prima para a criação de estrelas, tornando-a um terreno de observação privilegiado para compreender a evolução galáctica.
As implicações são muitas: este estudo ajuda a compreender melhor como as galáxias adquirem sua rotação a partir das estruturas circundantes. Também pode auxiliar futuras missões como a Euclid, da Agência Espacial Europeia, ou o observatório Vera C. Rubin, no Chile, identificando alinhamentos intrínsecos que poderiam enviesar as medidas cosmológicas. Compreender estes mecanismos abre perspectivas sobre a formação e a evolução do Universo em grande escala.
Os filamentos cósmicos: autoestradas da matéria no Universo
Os filamentos cósmicos são estruturas imensas que conectam os aglomerados de galáxias, formando uma teia ramificada através do Universo. Eles são compostos principalmente de matéria escura, uma substância invisível que constitui a maior parte da massa cósmica, e de gases quentes. Estes filamentos se estendem por centenas de milhões de anos-luz e servem como condutores para a matéria, guiando o gás para as galáxias onde ele pode alimentar a formação de estrelas.
A descoberta de uma rotação em um filamento indica que estas estruturas não são estáticas, mas dinâmicas. Seu movimento pode influenciar a forma como as galáxias se formam e evoluem, transferindo energia e matéria. Isso questiona a ideia de que as galáxias desenvolvem seu movimento de rotação de forma isolada, indicando antes uma interação contínua com seu ambiente em grande escala.
Os modelos cosmológicos atuais preveem a existência destes filamentos, mas observar sua rotação direta é excepcional. Esta observação permite testar e refinar as teorias sobre a formação de estruturas cósmicas. Ela mostra como o Universo organiza a matéria desde as escalas mais vastas até as galáxias individuais, conectando a cosmologia à astrofísica galáctica.
Compreender estes filamentos é essencial para traçar a história do Universo. Eles atuam como arquivos fósseis dos fluxos de matéria primordiais, oferecendo pistas sobre as condições iniciais após o Big Bang. Ao estudar sua rotação, os cientistas podem entender melhor como o Universo evoluiu para dar origem às galáxias que observamos hoje.