Filamentos cósmicos intergalácticos são revelados pela primeira vez

No final dos anos 1980 e início dos anos 1990, os astrofísicos suspeitavam que o gás primordial, aquele que foi originado logo após o Big Bang, não estava distribuído de forma homogênea no universo, mas sim em canais que fluíam entre as galáxias, uma rede cósmica de filamentos finos e grossos que se cruzavam na vastidão do espaço. Christopher Martin, professor de física do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech, EUA), conta que desde os tempos em que era aluno de graduação ele estava pensando no meio intergaláctico, que contém a maior parte da matéria normal do universo, e que também é o meio em que as galáxias se formam e crescem.

Para recordar a contabilidade do universo, 96% do que o compõe são a matéria e energia escuras, e dos 4% restantes, apenas a quarta parte está na forma de estrelas e galáxias. Os outros 3% são o meio intergaláctico, ou IGM. Uma das características do IGM é que ele é difícil de ver. Antigamente, ele era observado indiretamente, pela absorção de luz que ocorre entre um objeto distante, como um quasar, e o observador, na Terra. Assim, o astrônomo percebia que havia algum gás intergaláctico na frente do quasar, provavelmente distribuído em filamentos a várias distâncias, mas não tinha como saber a distribuição destes filamentos.

Pensando no problema de visualização, Martin concebeu e desenvolveu o Cosmic Web Imager (CWI, ou “Visualizador da Teia Cósmica”). O CWI é um espectrógrafo capaz de fazer imagens usando vários comprimentos de ondas diferentes, simultaneamente. A partir destas imagens, um modelo 3D da estrutura dos filamentos pode ser feita, revelando sua estrutura. A primeira observação do CWI foi feita nas vizinhanças de dois objetos brilhantes, um quasar chamado QSO 1549+19 e uma bolha Lyman alfa em um aglomerado de galáxias conhecido como SSA22. Estes objetos foram escolhidos para a primeira observação do CWI porque são bastante brilhantes e iluminam o IGM próximo, reforçando o seu sinal.

Examinando aquela região, foi encontrado um filamento estreito, com um milhão de anos-luz de comprimento, fluindo do quasar, possivelmente alimentando o crescimento da galáxia que contém o quasar. Além deste, outros três filamentos foram observados circundando a bolha Lyman alfa, com uma rotação que mostra que estes filamentos estão fluindo para dentro da bolha e afetando sua dinâmica. Estes filamentos encontram-se a uma distância que corresponde a um período de rápida formação de galáxias, cerca de 2 bilhões de anos após o Big Bang.

Martin acredita que, no caso da bolha Lyman alfa, o que foi observado é uma protogaláxia, uma galáxia em formação com 300.000 anos-luz de diâmetro, três vezes o tamanho da nossa Via Láctea. O CWI permite aos astrônomos não só visualizar os filamentos e sua estrutura, mas também medir sua composição, massa e velocidade. A instalação atual foi feita no Observatório Palomar, e uma nova versão, mais sensível, está sendo preparada para instalação no Observatório W. M. Keck, no topo do Mauna Kea, no Havaí.

A intenção é observar filamentos com brilho médio, e não só os que estão sendo iluminados por quasares. Além disso, Martin tem planos para observar o IGM usando telescópios em um balão e em um satélite. Colocando seus instrumentos acima da atmosfera, ele será capaz de ver o IGM mais próximo, de épocas mais recentes na história do universo.

Fonte: Hypescience.com

[io9, Caltech]