Cadeia de galáxias desafia modelos de evolução do Universo

2004-04-26

Em cima: Visão artística da cadeia de galáxias descoberta, sobreposta nas 37 galáxias detectadas (na região indicada pelo cubo). Em baixo: Diagrama das posições relativas das 37 galáxias detectadas neste estudo, em unidades de minutos de arco.Crédito: NASA.
Observações de campo largo duma região com um desvio para o vermelho
desvio para o vermelho (z)
Designa-se por desvio para o vermelho (em inglês, redshift) o desvio do espectro de um objecto para comprimentos de onda mais longos. O desvio para o vermelho pode dever-se ao movimento do objecto a afastar-se do observador (desvio de Doppler), ou à expansão do Universo (desvio para o vermelho cósmico, ou gravitacional). O desvio para o vermelho cósmico permite estimar a distância a que o objecto se encontra: quanto maior o desvio, mais distante o objecto. O desvio de Doppler permite calcular a velocidade a que o objecto se desloca.
de 2,38, quando o Universo tinha apenas cerca de um quinto da sua idade actual, revelou uma enorme cadeia de galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
, com uma extensão de cerca de 300 milhões de anos-luz
ano-luz (al)
O ano-luz (al) é uma unidade de distância igual a 9,467305 x 1012 km, que corresponde à distância percorrida pela luz, no vácuo, durante um ano.
e uma largura de 50 milhões de anos-luz. Foi descoberta por Povilas Palunas (Universidade do Texas, em Austin, EUA), Paul Francis (Universidade Nacional Australiana, em Camberra, Austrália), Harry Teplitz (Instituto de Tecnologia da Califórnia, em Pasadena, EUA), Gerard Williger (Universidade Johns Hopkins, em Baltimore, EUA), e Bruce E. Woodgate (Centro de Voo Espacial Goddard da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
, em Greenbelt, EUA). As observações iniciais foram realizadas com o Telescópio Blanco de 4 m, situado no Observatório CTIO
Cerro Tololo Inter-American Observatory (CTIO)
O CTIO é um observatório astronómico situado a 2200 m de altitude no Cerro Tololo, em pleno deserto de Atacana, a 80 km de La Serena (Chile). No observatório encontram-se vários telescópios ópticos e um radio telescópio. Desde Fevereiro de 2003, o CTIO só opera o telescópio Vitor Blanco, de 4 m, sendo os restantes telescópios (0,9 m, 1,3 m, e 1,5m) operados pelo consorte SMARTS. Dois outros telescópios, o Teelscópio Curtis Schmidt e o Teelscópio de Yale, de 1 m, encontram-se fechados. A sudeste de Cerro Tololo, fica o Cerro Pachon, local onde se encontram os telescópios Gemini Sul, de 8 m, e o SOAR, de 4 m.
, no Chile, e posteriormente confirmadas com o Telescópio Anglo-Australiano de 3,9 m, situado no Observatório de Siding Spring (Austrália).

Esta estrutura desafia os modelos actuais da evolução do Universo, que não conseguem explicar como se pode ter formado uma estrutura tão extensa tão cedo na história do Universo. A estrutura é comparável à Grande Muralha de galáxias do Universo próximo, descoberta em 1989. É a primeira vez que os astrónomos conseguem mapear uma região suficientemente extensa do Universo jovem de modo a poder detectar uma tal estrutura de galáxias.

Este complexo de galáxias encontra-se a uma distância de 10 800 milhões de anos-luz, na constelação
constelação
Designa-se por constelação cada uma das 88 regiões em que se divide a abóbada celeste, por convenção de 1922.
austral do Grou. Foram detectadas apenas 37 galáxias e um quasar
quasar
Os quasares são objectos extragalácticos extremamente brilhantes e compactos. Hoje acredita-se que são o centro de galáxias muito energéticas ainda num estado inicial da sua evolução (são, pois, núcleos galácticos activos - NGAs) e a sua energia provém de um buraco negro de massa muito elevada. Os seus desvios para o vermelho indicam que se encontram a distâncias cosmológicas. O seu nome, quasar, vem do inglês quasi-stellar object, ou seja, objecto quase estelar, devido à semelhança da sua imagem em placas fotográficas com a imagem de uma estrela.
neste complexo, embora seja de crer que existam muitos milhares de galáxias. Contudo, estas observações foram comparadas com modelos em supercomputadores, e verificou-se que os modelos não conseguem reproduzi-las. Isto é, os modelos não conseguem gerar cadeias tão extensas de galáxias num Universo ainda tão jovem. Os astrónomos concluíram então que devemos estar a detectar apenas as galáxias mais brilhantes, e daí a aparência de uma colossal cadeia linear de galáxias. Provavelmente estes objectos representam bem menos de 1% da matéria que aí deve existir, a maior parte da qual deverá estar na forma da misteriosa matéria escura
matéria escura
A matéria escura é matéria que não emite luz e por isso não pode ser observada directamente, mas cuja existência é inferida pela sua influência gravitacional na matéria luminosa, ou prevista por certas teorias. Por exemplo, os astrónomos acreditam que as regiões mais exteriores das galáxias, incluindo a Via Láctea, têm de possuir matéria escura devido às observações do movimento das estrelas. A Teoria Inflacionária do Universo prevê que o Universo tem uma densidade elevada, o que só pode ser verdade se existir matéria escura. Não se sabe ao certo o que constitui a matéria escura: poderão ser partículas subatómicas, buracos negros, estrelas de muito baixa luminosidade, ou mesmo uma combinação de vários destes ou outros objectos.
.

Nos últimos anos, descobriu-se que a distribuição em larga escala da matéria escura no Universo local é muito semelhante à distribuição de galáxias. Contudo, se recuarmos 10 mil milhões de anos, as distribuições podem ter sido muito diferentes. As galáxias formaram-se provavelmente nas regiões centrais de enormes nuvens de matéria escura. Mas, no Universo muito jovem, não houve ainda tempo para formar muitas galáxias, pelo que nessa altura a maior parte das nuvens de matéria escura não continham ainda qualquer galáxia.

Para explicar os resultados obtidos, os cientistas argumentam que as nuvens de matéria escura localizadas em cadeias devem ter formado galáxias, enquanto que nuvens de matéria escura localizadas noutras regiões não formaram. Contudo, não se sabe porque razão terá assim acontecido. O próximo passo desta pesquisa é observar e mapear uma região cerca de dez vezes maior, de modo a obter uma ideia mais precisa da estrutura em larga escala.

A equipa de investigação publicou os resultados deste trabalho na edição de Fevereiro da revista Astrophysical Journal.

Fonte da notícia: http://www.gsfc.nasa.gov/topstory/2004/0107filament.html