Nossa vizinhança cósmica é pelo menos 10x maior que se pensava

Grandes estruturas cósmicas

Uma equipe internacional de astrônomos está desafiando nossa compreensão do Universo com uma descoberta inesperada, que sugere que nossa vizinhança cósmica é muito maior do que se pensava anteriormente. 

Os movimentos da galáxia convergem nas chamadas "bacias de atração". [Imagem: University of Hawaii]

Uma década atrás, a equipe concluiu que nossa galáxia, a Via Láctea, reside dentro de uma enorme bacia de atração chamada Laniakea, que se estenderia por 500 milhões de anos-luz - Laniakea significa "céu imenso" na língua havaiana.

No entanto, novos dados indicam agora que essa "grandeza" toda pode apenas arranhar a superfície da realidade: Os dados indicam uma probabilidade de 60% de que façamos parte de uma estrutura ainda maior, potencialmente 10 vezes maior em volume, centrada na concentração de Shapley, uma região com uma imensa quantidade de massa e, por decorrência, com uma forte atração gravitacional.

"Assim como a água flui dentro de bacias hidrográficas, as galáxias fluem dentro de bacias cósmicas de atração. A descoberta dessas bacias maiores pode mudar fundamentalmente nossa compreensão da estrutura cósmica," explicou Brent Tully, da Universidade do Havaí. "Nosso Universo é como uma teia gigante, com galáxias dispostas ao longo de filamentos e agrupadas em nós, onde as forças gravitacionais as mantém coesas."

Nossa galáxia é parte de estruturas cósmicas muito maiores do que se imaginava. [Imagem: A. Valade et al. - 10.1038/s41550-024-02370-0]

Bacias de atração

Os astrônomos medem essas estruturas cósmicas de larga escala examinando seu impacto nos movimentos das galáxias. Uma galáxia entre duas dessas estruturas será pega em um cabo de guerra gravitacional no qual o equilíbrio das forças gravitacionais das estruturas de larga escala ao redor determina o movimento da galáxia. Ao mapear as velocidades das galáxias em todo o nosso universo local, foi possível definir a região do espaço onde cada superaglomerado domina.

Os dados vieram da colaboração Cosmicflows-4, uma compilação de distâncias e velocidades de aproximadamente 56.000 galáxias - a pesquisa incluiu uma área correspondente a aproximadamente um bilhão de anos-luz. A equipe então aplicou algoritmos para identificar regiões onde a gravidade domina. Esses algoritmos permitiram fazer uma avaliação probabilística dos domínios gravitacionais do Universo, identificando as bacias de atração mais significativas que governam o movimento das galáxias. 

Os resultados indicam que nossa Via Láctea provavelmente reside dentro da bacia maior de Shapley, mudando nossa compreensão dos fluxos cósmicos e do papel de estruturas massivas na formação e na evolução do Universo. A própria Laniakea parece fazer parte da bacia de atração Shapley, que é muito maior e abrange um volume ainda maior do Universo local do que se calculava.

Envelopes das bacias de atração proeminentes sobrepostas em prováveis centros de convergência das linhas de corrente. A distribuição dos pontos reflete a incerteza na determinação das bacias de atração e seus centros. [Imagem: A. Valade et al. - 10.1038/s41550-024-02370-0]

Continuidades e descontinuidades

Entre as novas regiões identificadas, a Grande Muralha de Sloan se destaca como a maior bacia de atração, com um volume de cerca de meio bilhão de anos-luz cúbicos, mais do que o dobro do tamanho da bacia Shapley, que era anteriormente considerada a maior.

O trabalho não terminou, e a equipe pretende continuar seu trabalho de mapeamento das maiores estruturas do cosmos, motivados pela possibilidade de que nosso lugar no Universo seja parte de um sistema muito mais amplo e interconectado do que jamais se imaginou.

Este estudo é baseado no modelo padrão da cosmologia Lambda-CDM (sigla de matéria escura fria com constante cosmológica), que sugere que a estrutura em larga escala do Universo surgiu de flutuações quânticas durante os estágios iniciais da inflação cósmica. Essas flutuações evoluíram ao longo do tempo, formando as galáxias e aglomerados que observamos hoje.

À medida que essas perturbações de densidade aumentavam, elas atraíam a matéria circundante, criando regiões onde mínimos de potencial gravitacional, ou "bacias de atração", se formavam. Mas não se deve esquecer que o modelo padrão da cosmologia está sendo alvo de contestações crescentes.

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