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Astronomia04/02/2022

Traçadas rotas de galáxias ao longo de centenas de milhões de anos-luz

Aglomerado de galáxias: agrupamento dominante de matéria no universo. Crédito: ESA/Hubble & Nasa, Relics

04/02/22 - 08h04min

Tudo em nosso universo se move, mas as escalas de tempo necessárias para ver o movimento são muitas vezes bem maiores do que as vidas humanas. Em um novo estudo, uma equipe de astrônomos do Instituto de Astronomia da Universidade do Havaí (IfA, nos EUA), da Universidade de Maryland (EUA) e da Universidade de Paris-Saclay (França) traçou o movimento de 10 mil galáxias e aglomerados de galáxias, as congregações dominantes de matéria, em 350 milhões de anos-luz. Seus movimentos são seguidos ao longo de um período de 11,5 bilhões de anos – desde as origens das galáxias, quando o universo tinha apenas 1,5 bilhão de anos, até hoje, com uma idade de mais de 13 bilhões de anos.

O estudo foi aceito para publicação na revista The Astrophysical Journal.

Calculando caminhos de galáxias

Usando uma técnica matemática chamada método de ação numérica, a equipe calculou esses caminhos com base no brilho e nas posições atuais das galáxias e em seu movimento atual para longe de nós. Os astrônomos consideraram a física da teoria do Big Bang, incluindo a ideia de que as galáxias inicialmente começam a se expandir umas das outras quase precisamente no que é chamado de taxa de expansão de Hubble. Ao longo do tempo, a gravidade altera os movimentos das galáxias, então elas não estão apenas se afastando à medida que o universo se expande, mas são atraídas em filamentos, “muralhas” e aglomerados, enquanto também esvaziam outras regiões que agora não são ocupadas.

Durante as eras, as galáxias normalmente se desviam da expansão pura da taxa de Hubble em milhões de anos-luz ao longo de um bilhão de anos. Em regiões de alta densidade, as órbitas das galáxias podem se tornar bastante complicadas e envolver colisões e fusões.

“Estamos colocando em foco a história detalhada da formação de estruturas de massa em grande escala no universo por engenharia reversa das interações gravitacionais que as criaram”, disse Ed Shaya, cientista de pesquisa associado da Universidade de Maryland e primeiro autor do estudo.

‘O Grande Atrator’

Existem diversias regiões vastas particularmente interessantes de alta matéria e densidade de galáxias que os astrônomos exploram. Um deles, que foi chamado de “O Grande Atrator”, é o núcleo do Superaglomerado Laniakea, um imenso superaglomerado de galáxias que contém nossa própria Via Láctea. As galáxias podem ser vistas fluindo em direção a um local dentro de um ninho de quatro aglomerados ricos.

Uma segunda região fascinante está no filamento adjacente de galáxias Perseu-Peixes, que se estende por quase um bilhão de anos-luz e é uma das maiores estruturas conhecidas no universo. A vizinhança do Aglomerado de Virgem, o grande aglomerado mais próximo, também é vista, e pode ser estudada em detalhes por estar próxima.

“Por mais de 30 anos, os astrônomos consideraram um ‘Grande Atrator’ como a principal fonte de gravidade que faz toda a região próxima a nós se mover com uma alta velocidade peculiar em relação à expansão cósmica uniforme, mas a natureza dessa fonte tem sido obscura”, disse R. Brent Tully, astrônomo do IfA que é coautor do estudo. “Nossas reconstruções de órbita forneceram a primeira boa olhada nessa região anteriormente enigmática.”

Em toda a extensão, as órbitas também podem ser projetadas no futuro. A expansão acelerada do universo domina o quadro geral, fazendo com que a maioria das galáxias se afaste. No entanto, alguma coalescência e fusão continuarão em regiões localizadas.

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