Nossa melhor visão da teia cósmica

 À primeira vista, a estrutura em larga escala do Universo pode parecer uma massa fervilhante de galáxias desconectadas. No entanto, de alguma forma, elas são! A "teia cósmica" é a estrutura em maior escala do Universo e consiste em vastas redes de estruturas filamentosas interconectadas que cercam vazios vazios.

Uma equipe de astrônomos usou centenas de horas de tempo de telescópio para capturar a imagem de mais alta resolução já tirada de um único filamento cósmico que se conecta a galáxias em formação. Está tão longe de nós que o vemos como era quando o Universo tinha apenas 2 bilhões de anos! 

A imagem mostra o gás difuso (amarelo a roxo) contido no filamento cósmico que conecta duas galáxias (amarelo… [mais] © Davide Tornotti/Universidade de Milano-Bicocca 

A matéria escura é em grande parte invisível para nós, detectável apenas por meio de sua interação com outros fenômenos. Ela compõe cerca de 85% da matéria no universo e desempenha um papel crucial na formação da estrutura em larga escala do cosmos.

 Ela não emite, absorve ou reflete luz, daí seu nome e sua influência gravitacional mantém as galáxias unidas e forma a teia cósmica — uma vasta rede interconectada de filamentos composta de matéria escura, gás e galáxias. Cientistas têm estudado a teia cósmica usando simulações e técnicas de lentes gravitacionais para entender a natureza da matéria escura e seu papel na evolução do universo.

Um enorme aglomerado de galáxias chamado MACS-J0417.5-1154 está deformando e distorcendo a aparência das galáxias atrás dele, um efeito conhecido como lente gravitacional. Esse fenômeno natural amplia galáxias distantes e também pode fazê-las aparecer em uma imagem várias vezes, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA viu aqui. Duas galáxias distantes e interativas — uma espiral de frente e uma galáxia vermelha empoeirada vista de lado — aparecem várias vezes, traçando uma forma familiar no céu. NASA, ESA, CSA, STScI, V. Estrada-Carpenter (Universidade de Saint Mary).

Um dos maiores desafios que os astrônomos enfrentam ao estudar a teia cósmica é que o gás foi detectado principalmente por meio da absorção de luz de um objeto mais distante. Os resultados de tais estudos, no entanto, não nos ajudam a entender a distribuição do gás na teia. Estudos que focam no hidrogênio, que é o elemento mais comum no universo, só podem ser detectados por um brilho muito fraco, de modo que tentativas anteriores de mapear sua distribuição falharam.

Neste novo artigo publicado por uma equipe de pesquisadores liderada por cientistas da Universidade de Milano-Bicocca e que incluía membros do Instituto Max Planck de Astrofísica. A equipe empregou o uso do Multi-Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no Very Large Telescope no Observatório Europeu do Sul no Chile.

O instrumento foi projetado para capturar dados 3D de objetos astronômicos combinando imagens e observações espectroscópicas em milhares de comprimentos de onda simultaneamente. Mesmo com os recursos do MUSE, a equipe teve que capturar dados ao longo de centenas de horas para revelar detalhes suficientes nos filamentos da teia cósmica.

O Very Large Telescope do ESO é composto por quatro Telescópios Unitários (UTs) e quatro Telescópios Auxiliares (ATs). Aqui vemos um dos UTs disparando quatro lasers que são cruciais para os sistemas de óptica adaptativa do telescópio. À direita do UT estão dois ATs, esses telescópios menores são móveis e trabalham em conjunto com os outros telescópios para criar uma ferramenta única e poderosa para observar o Universo.

A equipe foi liderada pelo aluno de doutorado da Universidade de Milano-Bicocca Davide Tornotti e eles usaram o MUSE para estudar um filamento que mede 3 milhões de anos-luz de comprimento. O filamento conecta duas galáxias, cada uma com um buraco negro supermassivo no fundo de seu núcleo. Eles foram capazes de demonstrar uma nova maneira de mapear os filamentos intergalácticos, ajudando a entender mais sobre a formação galáctica e a evolução do universo. 

Antes de poderem começar a coletar os dados, a equipe conseguiu executar simulações das emissões de filamentos com base no modelo atual do universo. Eles conseguiram então comparar os resultados e ambos foram notavelmente semelhantes. A descoberta pode nos ajudar a aprender como as galáxias na teia cósmica são abastecidas, mas a equipe afirma que ainda precisa de mais dados. Mais estruturas estão sendo descobertas agora, à medida que as técnicas são repetidas com o objetivo de finalmente revelar como o gás é distribuído entre a teia cósmica.

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