Uma equipe de pesquisa internacional liderada pela Universidade de Oxford identificou uma das maiores estruturas rotativas já observadas. O objeto é uma cadeia extremamente fina de galáxias embutida em um extenso filamento cósmico localizado a cerca de 140 milhões de anos-luz da Terra. Os resultados foram publicados na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society e podem fornecer pistas importantes sobre como as galáxias se formaram no universo primordial.
Filamentos cósmicos são as maiores estruturas conhecidas no universo. Eles consistem em enormes redes semelhantes a fios de galáxias e matéria escura que formam a estrutura da teia cósmica. Esses filamentos também atuam como caminhos que canalizam matéria e momento angular para as galáxias. Filamentos próximos onde muitas galáxias giram na mesma direção, e onde a estrutura inteira parece rotacionar, são especialmente valiosos para estudar como as galáxias adquiriram seu giro e gás. Eles também oferecem uma maneira de testar ideias sobre como a rotação se desenvolve ao longo de dezenas de milhões de anos-luz.
Uma Linha Fina de Galáxias Ricas em Gás
No estudo, os pesquisadores identificaram 14 galáxias próximas ricas em gás hidrogênio organizadas em uma linha estreita e alongada com cerca de 5,5 milhões de anos-luz de comprimento e aproximadamente 117.000 anos-luz de largura. Essa estrutura fina faz parte de um filamento cósmico muito maior que se estende por aproximadamente 50 milhões de anos-luz e contém mais de 280 galáxias adicionais. Muitas das galáxias na linha fina parecem estar rotacionando na mesma direção que o próprio filamento, com uma frequência muito maior do que seria esperado se suas orientações fossem aleatórias. Essa descoberta desafia modelos existentes e sugere que estruturas cósmicas em grande escala podem moldar a rotação das galáxias de forma mais acentuada ou por períodos mais longos do que se acreditava anteriormente.
A equipe também descobriu que as galáxias em lados opostos da coluna central do filamento estão se movendo em direções opostas. Esse padrão indica que o filamento inteiro está rotacionando como uma única estrutura. Ao aplicar modelos de dinâmica de filamentos, os pesquisadores estimaram uma velocidade de rotação de cerca de 110 km/s e calcularam que a área densa da região central do filamento tem um raio de aproximadamente 50 quiloparsecs (cerca de 163.000 anos-luz).
Galáxias como Xícaras em um Carrossel
A co-autora principal, Dra. Lyla Jung (Departamento de Física, Universidade de Oxford) explicou por que a descoberta se destaca: “O que torna essa estrutura excepcional não é apenas seu tamanho, mas a combinação de alinhamento de giro e movimento rotacional. Você pode compará-la ao brinquedo das xícaras em um parque de diversões. Cada galáxia é como uma xícara giratória, mas a plataforma inteira – o filamento cósmico – também está girando. Esse movimento duplo nos dá uma visão rara de como as galáxias ganham seu giro das estruturas maiores em que vivem.”
O filamento parece ser relativamente jovem e pouco perturbado. Sua abundância de galáxias ricas em gás e seu baixo movimento interno, descrito como um estado “dinamicamente frio”, sugerem que ainda está em uma fase inicial de desenvolvimento. Como o hidrogênio é o ingrediente-chave para a formação de novas estrelas, galáxias com grandes reservas de hidrogênio estão ativamente coletando ou retendo o combustível necessário para a formação estelar. Estudar esses sistemas oferece uma visão valiosa das fases iniciais ou em curso da evolução galáctica.
Rastreamento de Fluxos de Gás Através da Rede Cósmica
Galáxias ricas em hidrogênio também servem como traçadores eficazes de como o gás se move ao longo dos filamentos cósmicos. O hidrogênio atômico é facilmente influenciado pelo movimento, tornando-o especialmente útil para revelar como o gás flui através dos filamentos e entra nas galáxias. Essas observações ajudam os cientistas a entender como o momento angular se move pela teia cósmica e molda a estrutura das galáxias, a rotação e a formação de estrelas.
A descoberta também pode ajudar a refinar modelos de alinhamentos intrínsecos das galáxias, que podem interferir nas medições em futuras pesquisas de lente fraca. Essas incluem missões como a espaçonave Euclid da Agência Espacial Europeia e observações do Observatório Vera C. Rubin no Chile.
A co-autora principal, Dra. Madalina Tudorache (Instituto de Astronomia, Universidade de Cambridge / Departamento de Física, Universidade de Oxford) disse: “Este filamento é um registro fóssil dos fluxos cósmicos. Ele nos ajuda a entender como as galáxias adquirem seu giro e crescem ao longo do tempo.”
Combinando Poderosos Telescópios e Pesquisas
A equipe de pesquisa utilizou dados do telescópio de rádio MeerKAT da África do Sul, um dos observatórios de rádio mais poderosos do mundo, composto por 64 pratos interconectados. O filamento rotativo foi identificado através de uma pesquisa profunda do céu conhecida como MIGHTEE, liderada pelo Professor de Astrofísica Matt Jarvis (Departamento de Física, Universidade de Oxford). Os dados de rádio foram combinados com observações ópticas do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) e do Sloan Digital Sky Survey (SDSS), revelando um filamento cósmico que mostra tanto o giro coordenado das galáxias quanto a rotação em grande escala.
O Professor Jarvis disse: “Isso realmente demonstra o poder de combinar dados de diferentes observatórios para obter maiores insights sobre como grandes estruturas e galáxias se formam no universo. Estes estudos só podem ser realizados por grandes grupos com habilidades diversas, e neste caso, foi realmente possível graças à conquista de uma Bolsa Avançada do ERC / Bolsa de Pesquisa de Fronteiras do UKIR, que financiou os co-autores principais.”
O estudo também contou com a participação de pesquisadores da Universidade de Cambridge, Universidade da Western Cape, Universidade de Rhodes, Observatório Sul-Africano de Astronomia Radiofísica, Universidade de Hertfordshire, Universidade de Bristol, Universidade de Edimburgo e Universidade da Cidade do Cabo.
