Rotação de galáxias depende da sua massa

A Via Láctea pertence a uma categoria intermediária de galáxias, que não mostra uma tendência clara a girar alinhada aos filamentos cósmicos ou perpendicular a eles

Simulação que mostra uma seção do universo em sua escala mais ampla. Uma rede de filamentos cósmicos forma uma rede de matéria, envolvendo vastos vazios. Crédito: Greg Poole

A direção na qual uma galáxia gira está relacionada à sua massa, afirma uma equipe internacional de astrofísicos. Eles analisaram 1.418 galáxias e descobriram que as pequenas provavelmente giram em um eixo diferente das grandes. A novidade pode ser conhecida por antecipação na revista “Monthly Notices da Royal Astronomical Society” e está disponível na íntegra no site de pré-impressão arxiv.

A rotação das galáxias foi medida em relação ao “filamento cósmico” mais próximo de cada galáxia – as maiores estruturas do universo. Os filamentos são formações maciças em forma de fio, compreendendo grandes quantidades de matéria (incluindo galáxias, gás e matéria escura). Eles podem ter 500 milhões de anos-luz de comprimento, mas apenas 20 milhões de anos-luz de largura. Em sua maior escala, os filamentos dividem o universo em uma vasta rede ligada gravitacionalmente, intercalada com enormes vazios de matéria escura.

“Vale a pena notar que a coluna vertebral dos filamentos cósmicos é praticamente a estrada da migração galáctica, com muitas galáxias se encontrando e se fundindo ao longo do caminho”, diz a pesquisadora principal, Charlotte Welker, que atuou no centro de astrofísica ASTRO 3D, do Australian Research Council (ARC), e agora trabalha na Universidade McMaster, no Canadá.

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Os filamentos são o motivo pelo qual o universo parece um favo de mel ou uma barra de chocolate aerada.

Questão de gravidade

Usando dados coletados pelo Telescópio Anglo-Australiano (AAT), Welker e colegas da Austrália, França, Coreia do Sul e dos EUA estudaram cada uma das galáxias selecionadas e mediram sua rotação em relação ao filamento mais próximo. Eles descobriram que as menores tendiam a girar em alinhamento direto aos filamentos, enquanto as maiores giravam em ângulo reto. O alinhamento muda do primeiro para o segundo conforme as galáxias, atraídas pela gravidade em direção à coluna de um filamento, colidem e se fundem com outras, ganhando massa.

Welker compara esse fenômeno a patinar na companhia de um amigo. “O salto pode ser repentino”, diz ela. “Fundir-se com outra galáxia pode ser o suficiente.”

“Imagine que você está patinando atrás de uma amiga e se aproximando”, prossegue ela. “Se você agarrar a mão da sua amiga enquanto ainda está se movendo mais rápido, ambos começarão a girar em um eixo vertical – um giro perpendicular ao seu caminho horizontal. No entanto, se um gato pequeno – um pouco mais leve em termos de matéria – corre atrás de sua amiga e pula nela, ela provavelmente não começará a girar. Muitos gatos teriam de pular nela de uma só vez para mudar sua rotação.”

Tendência indefinida

O coautor Scott Croom, da Universidade de Sydney (Austrália) e do ASTRO 3D, diz que o resultado oferece uma visão da estrutura profunda do universo. “Praticamente todas as galáxias giram, e essa rotação é fundamental para a forma como as galáxias se formam”, diz. “Por exemplo, a maioria das galáxias está em discos rotativos planos, como a nossa Via Láctea. Nosso resultado está nos ajudando a entender como essa rotação galáctica se acumula ao longo do tempo cósmico.”

A Via Láctea, por sinal, tem uma rotação bem alinhada com o filamento cósmico mais próximo, mas pertence a uma classe de galáxias de tamanho intermediário que, acima de tudo, não mostram tendência clara a rotações paralelas ou perpendiculares. “É como dizer que não há preferência por chá ou café entre um grupo de pessoas”, diz Welker. “Os indivíduos ainda podem preferir chá ou café, mas no geral não há tendência geral para o café no grupo.”