A forma como algumas galáxias giram hoje parece ainda carregar a marca das condições que existiam pouco depois do Big Bang. Uma equipe internacional detectou essa impressão na orientação do gás de galáxias elípticas massivas próximas, com um sinal estatisticamente significativo. Essa medição fornece um teste direto de uma ideia formulada há várias décadas sobre a origem da rotação galáctica.
Para entender esse resultado, é preciso voltar ao nascimento das galáxias. Antes de sua formação, a matéria não estava distribuída uniformemente no Universo. As diferenças de densidade produziam forças gravitacionais desiguais, chamadas forças de maré. Segundo a teoria do torque de maré, essas forças deram um movimento de rotação às futuras galáxias antes mesmo de elas assumirem sua forma atual.
As rotações galácticas carregam a impressão do Universo primordial.
O problema é que bilhões de anos de evolução posteriormente obscureceram esse sinal inicial. As galáxias se fundiram, atraíram gás e interagiram com seu ambiente. Podia-se, portanto, perguntar se sua orientação atual ainda conservava uma informação mensurável sobre essas condições muito antigas.
Os autores compararam observações de galáxias próximas com uma reconstrução da distribuição inicial de matéria nessa mesma região do Universo. Essa reconstrução, oriunda do projeto ELUCID, permite estimar o campo gravitacional primordial que atuou sobre as estruturas que viriam a se tornar as galáxias observadas hoje.
O sinal mais nítido aparece no gás de galáxias elípticas centrais e massivas. Seu eixo de rotação apresenta uma correlação direcional com o previsto a partir do campo primordial, com uma significância de cerca de 7 sigma, o que significa que a probabilidade de obter tal concordância por uma flutuação estatística aleatória é extremamente baixa segundo o modelo utilizado.
Nem todas as galáxias mostram o mesmo nível de correlação. A análise principal abrange especificamente 781 galáxias elípticas e 815 galáxias espirais com medições confiáveis da rotação do gás. As espirais apresentam um sinal menos marcado, em parte porque uma fração maior pertence a halos de massa em que a reconstrução se torna menos precisa.
Em outras palavras, a informação inicial não desapareceu completamente apesar da evolução cósmica. Essa persistência reforça a teoria do torque de maré, que relaciona diretamente a rotação das galáxias às irregularidades gravitacionais presentes no Universo jovem. Ela também transforma a orientação das galáxias em um novo dado explorável para testar certos modelos cosmológicos.
Os autores pretendem, em particular, usar essas correlações para restringir parâmetros como a massa dos neutrinos. Essa linha de investigação ainda exige amostras mais amplas e reconstruções mais precisas. Os dados e vários códigos utilizados no estudo foram disponibilizados publicamente, o que agora permite reproduzir as medições e testar o método em outros levantamentos.