Teia cósmica aparece em imagens diretas pela primeira vez

Novo vídeo mostra pela primeira vez uma parte da teia cósmica, estrutura formada por gás hidrogênio que alimenta e conecta as galáxias do universo

Caltech/R. Hurt (IPAC)

Os cientistas usaram os instrumentos do Observatório Keck em Maunakea, Havaí, para criar um mapa 3D da teia cósmica em uma região a 10 bilhões de anos-luz de distância da Terra. Essa é a visualização mais completa dessa estrutura já obtida até agora.

Embora as galáxias do universo estejam separadas umas das outras, existe uma rede intrincada que as conecta por imensos filamentos de gás. Como um sistema de irrigação, esses filamentos alimentam as galáxias desde suas formações, ajudando-as a criar as nuvens de gás molecular onde nascem as estrelas.

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Com o instrumento Keck Cosmic Web Imager, do observatório Keck, os autores do novo estudo conseguiram detectar a luz com alto desvio para o vermelho de várias regiões preenchidas por gás entre as galáxias. Com isso, eles criaram um verdadeiro mapa tridimensional dos filamentos em vastas regiões cósmicas.

A região abrangida nessa animação fica a 10,5 bilhões de anos-luz de distância, com volume correspondente a uma área de 2,3 x 3,2 milhões de anos-luz e profundidade de 600 milhões de anos-luz.

Mapeando a teia cósmica

Detectar a teia cósmica não é uma tarefa fácil e exige um estudo das linhas de emissão do hidrogênio, o gás mais abundante do universo. Como ele está em toda parte e não emite luz própria, os astrônomos precisam calcular as distâncias percorridas pelo brilho de objetos luminosos como galáxias e quasares.

À medida que essa luz atravessa diversas concentrações de gases pelo universo, o hidrogênio altera seus os comprimentos de onda, que também são modificados pela expansão do universo. Para detectar essas alterações, os cientistas observam o fenômeno apelidado de Floresta Lyman-alfa, uma série de linhas de absorção pelos átomos de hidrogênio neutro.

Enquanto a luz percorre as nuvens de gás com diferentes desvios para o vermelho (ou seja, muito distantes de nós e também distantes entre si), múltiplas linhas de absorção são formadas. Os pesquisadores podem analisar essas linhas e identificar onde estão as nuvens invisíveis de hidrogênio localizadas fora das galáxias.

Se muitas dessas nuvens forem detectadas em uma determinada direção, os astrônomos podem compreender melhor como elas formam as teias cósmicas. Essa foi a técnica usada pela equipe da pesquisa, liderada por Christopher Martin, diretor dos observatórios ópticos da Caltech e projetista do KCWI.

Mapeando a matéria escura

Mapear o hidrogênio do universo significa identificar onde há matéria "comum", isto é, aquela composta por partículas conhecidas pelo Modelo Padrão. Mas essa é apenas uma pequena fração da matéria do universo, enquanto a maior parte é formada pela misteriosa matéria escura.

Ninguém sabe do que é feita a matéria escura, mas, considerando que o hidrogênio é onipresente no universo, ela se revela nos mapas da teia cósmica. Por isso, o trabalho da equipe de Martin também é importante para decifrar esse mistério invisível do cosmos.

O estudo foi publicado na revista Nature Astronomy.

Fonte: Caltech, Nature Astronomy