Quase um século atrás, o astrônomo Edwin Hubble descobriu que quase todas as galáxias estão se afastando da Via Láctea. Esta observação se tornou uma pedra angular da cosmologia moderna porque forneceu evidências-chave de que o universo está se expandindo e que começou com o Big Bang. Mesmo na época de Hubble, no entanto, os astrônomos sabiam que o padrão não era universal. Uma exceção notável é a nossa galáxia vizinha, Andrômeda, que está se movendo em direção à Via Láctea a aproximadamente 100 quilômetros por segundo.
Por cerca de cinquenta anos, os cientistas têm se intrigado com outro mistério relacionado. A maioria das grandes galáxias próximas à nossa, além de Andrômeda, parece estar se afastando de nós em vez de ser puxada para dentro pela gravidade. Isso parece surpreendente, pois essas galáxias residem perto do Grupo Local (a Via Láctea, a Galáxia de Andrômeda e dezenas de galáxias menores), cuja massa combinada deveria exercer uma influência gravitacional notável.
Uma Grande Camada Cósmica Ao Redor do Grupo Local
Uma equipe de pesquisa internacional liderada pelo doutorando Ewoud Wempe do Instituto Kapteyn em Groningen acredita ter encontrado a explicação. Usando simulações computacionais avançadas, os pesquisadores descobriram que a matéria ao redor do Grupo Local está organizada em uma estrutura ampla e achatada que se estende por milhões de anos-luz. Essa estrutura inclui não apenas matéria ordinária, mas também a invisível matéria escura que envolve as galáxias. Acima e abaixo dessa região achatada existem enormes áreas vazias conhecidas como vazios cósmicos.
As simulações mostram que esse arranjo de matéria pode reproduzir com precisão as posições e velocidades das galáxias observadas ao nosso redor. Em outras palavras, o modelo computacional recria com sucesso os mesmos padrões que os astrônomos veem no universo real.
Criando um Gêmeo Virtual de Nossa Vizinhança Cósmica
Para construir seu modelo, os cientistas começaram com condições do universo primordial. Eles usaram medições da radiação cósmica de fundo para estimar como a matéria estava distribuída logo após o Big Bang. Um poderoso computador então evoluiu esse universo inicial ao longo do tempo, produzindo, eventualmente, um sistema que corresponde ao atual Grupo Local.
As simulações resultantes replicam as massas, localizações e movimentos da Via Láctea e de Andrômeda, bem como as posições e velocidades de 31 galáxias logo fora do Grupo Local. Como o modelo se assemelha tanto ao nosso entorno, os pesquisadores o descrevem como um “gêmeo virtual” de nosso ambiente cósmico.
Quando o modelo inclui a distribuição plana de matéria, as galáxias circundantes se afastam de nós a velocidades semelhantes às realmente observadas. Apesar da atração gravitacional do Grupo Local, as galáxias dentro do plano são afetadas por uma massa adicional espalhada por todo esse mesmo plano. Essa massa distante contrabalança a gravidade do Grupo Local. Enquanto isso, as regiões fora do plano contêm muito poucas galáxias, o que explica por que não vemos objetos se deslocando em nossa direção a partir dessas direções.
Um Enigma Antigo Finalmente Explicado
De acordo com o pesquisador principal Ewoud Wempe, o estudo representa a primeira tentativa detalhada de determinar a distribuição e o movimento da matéria escura na área ao redor da Via Láctea e Andrômeda. “Estamos explorando todas as possíveis configurações locais do universo primordial que poderiam levar, em última análise, ao Grupo Local. É ótimo que agora tenhamos um modelo que é consistente com o modelo cosmológico atual, por um lado, e com a dinâmica do nosso ambiente local, por outro.”
A astrônoma Amina Helmi também acolheu as descobertas, observando que o problema tem desafiado pesquisadores por décadas. “Estou empolgada em ver que, com base puramente nos movimentos das galáxias, podemos determinar uma distribuição de massa que corresponde às posições das galáxias dentro e logo fora do Grupo Local.”