Primeira imagem da ‘teia cósmica’ revela a estrada gasosa que conecta o universo

Tudo está realmente conectado.

FONTE: LIVE SCIENCE

Um aglomerado massivo de galáxias da simulação C-EAGLE, fornecendo a visão de uma região comparável àquela em que os filamentos foram detectados. O mapa de cores representa a mesma emissão dos filamentos de gás detectada nas observações. Na convergência desses filamentos, um aglomerado maciço de galáxias está se formando. (Imagem: © Joshua Borrow usando C-EAGLE)

No deserto frio do espaço, as galáxias se amontoam em volta das fogueiras das estrelas e de buracos negros supermassivos. Entre esses aconchegantes aglomerados de galáxias, onde o espaço vazio se estende por milhões de anos-luz ao redor, uma leve rodovia de gás preenche a escuridão.

Essa rede intergalática gasosa é conhecida em modelos cosmológicos como a teia cósmica. Feita de longos filamentos de hidrogênio que sobraram do Big Bang, acredita-se que a teia contenha a maioria (mais de 60%) do gás no universo e alimente diretamente todas as regiões produtoras de estrelas no espaço. Nos cruzamentos onde os filamentos se sobrepõem, galáxias aparecem. Pelo menos, essa é a teoria.

Os filamentos da teia galáctica nunca foram diretamente observados antes, porque estão entre as estruturas mais fracas do universo e são facilmente ofuscados pelo brilho das galáxias ao seu redor. Mas agora, em um estudo publicado em 3 de outubro na revista Science, os pesquisadores uniram a primeira fotografia de filamentos cósmicos convergindo para um aglomerado de galáxias distantes, graças a alguns dos telescópios mais sensíveis da Terra. 

A imagem (abaixo) mostra filamentos azuis de hidrogênio cruzando um aglomerado de galáxias brancas antigas, localizadas a cerca de 12 bilhões de anos-luz da Terra (o que significa que as galáxias nasceram aproximadamente no primeiro bilhão e meio de anos após o Big Bang). Gentilmente iluminados pelo brilho ultravioleta das próprias galáxias, os filamentos se estendem por mais de 3 milhões de anos-luz, confirmando seu status como algumas das estruturas mais gigantescas do espaço.

Uma imagem do telescópio mostra longos fios azuis de gás que se estendem por milhões de anos-luz em toda a chamada teia cósmica.
Eis a teia cósmica. Este mapa mostra filamentos de gás (azul) correndo de cima para baixo da imagem, ligando galáxias em um aglomerado antigo a 12 bilhões de anos-luz de distância. Os pontos brancos incorporados nesses filamentos são galáxias ativas formadoras de estrelas, que estão sendo alimentadas pelos filamentos.

“Essas observações das maiores e mais fracas estruturas do universo são a chave para entender como o nosso universo evoluiu ao longo do tempo”, escreveu Erika Hamden, astrônoma do Observatório Steward da Universidade do Arizona, em um comentário ao novo estudo. (Hamden não estava envolvido na pesquisa.) Essas observações, acrescentou Hamden, são “apenas a ponta do iceberg” da detecção da teia cósmica, com pesquisas revelando mais imagens da teia em outros cantos antigos do espaço.

Conectando-se à Teia

Como observa o novo estudo, os fragmentos de hidrogênio que compõem os filamentos da teia cósmica são tão fracos que mal se distinguem do céu vazio. Então, como os pesquisadores conseguiram observar esses recursos na escuridão? Ao usar as galáxias na teia “como lanternas cósmicas”, escreveu Hamden.

Usando um instrumento chamado Explorador Espectroscópico de Unidades Múltiplas do Telescópio do European Southern Observatory, os pesquisadores ampliaram um grupo de galáxias antigas localizadas na constelação de Aquário, conhecida por ser extremamente vasta e extremamente antiga. A luz das estrelas recém-nascidas e os buracos negros que destroem a matéria iluminam fracamente os fragmentos de hidrogênio que rodopiam dentro e entre essas galáxias, permitindo que os pesquisadores mapeassem um esboço vago dos filamentos da teia cósmica.

As observações revelaram duas estradas paralelas de hidrogênio conectando os pontos galácticos ao longo de milhões de anos-luz, interligados por um terceiro fluxo de gás conectando-os na diagonal como uma rampa cósmica. Fiel aos modelos cosmológicos, os filamentos de gás pareciam alimentar diretamente as galáxias formadoras de estrelas mais ativas da rede, bombeando hidrogênio diretamente para as casas dos sóis recém-nascidos e dos buracos negros famintos.

Este estudo fornece as evidências mais convincentes de que a rede cósmica existe, exatamente como os modelos prevêem, escreveu Hamden. No entanto, o estudo de estruturas tão fracas e distantes tem limitações óbvias. Por um lado, é quase impossível dizer onde as extremidades de cada filamento de hidrogênio terminam e o espaço vazio começa, o que permite que diferentes pesquisadores definam os limites dos filamentos de maneira diferente, resultando potencialmente em imagens diferentes das estruturas. Além disso, os telescópios terrestres podem detectar filamentos apenas dos aglomerados de galáxias antigas mais distantes, que emitem luz suficiente para revelar como a teia cósmica apareceu logo após o Big Bang.

Um telescópio UV espacial poderia abrir as portas para estudar como a web se conecta a galáxias mais jovens e fracas, mas implantar um instrumento desse tipo seria difícil e caro, escreveu Hamden. Por fim, esse novo estudo não coloca os observadores de estrelas da Terra mais próximos dos mundos antigos e misteriosos do universo – mas nos lembra que podemos estar mais conectados a eles do que pensávamos.