Por quase um século, os astrônomos entenderam que o Universo está em um estado de expansão. Isso é uma conseqüência da Relatividade Geral, e a taxa em que ela está se expandindo é conhecida como Constante de Hubble - em homenagem ao homem que notou o fenômeno pela primeira vez. No entanto, os astrônomos também aprenderam que, dentro das estruturas de grande escala do Universo, galáxias e aglomerados também estão se aproximando e se relacionando.
Por décadas, os astrônomos têm procurado acompanhar como esses movimentos ocorreram ao longo da história cósmica. E graças aos esforços da equipe internacional de astrônomos, foi criado o mapa mais detalhado até agora das órbitas das galáxias que se encontram dentro do Superaglomerado Virgo. Este mapa abrange os movimentos passados de quase 1.400 galáxias dentro de 100 milhões de anos-luz de espaço, mostrando como nossa vizinhança cósmica mudou.
O estudo que detalha sua pesquisa apareceu recentemente em The Astrophysical Journal sob o título "Dinâmica de ação do superaglomerado local". Liderada por Edward J. Shaya, da Universidade de Maryland, a equipe incluía membros do Instituto de Astronomia UH, do Instituto Racah de Física em Jerusalém e do Instituto de Pesquisa das Leis Fundamentais do Universo (IRFU) em Paris.
Para o bem de seu estudo, a equipe usou dados das pesquisas CosmicFlows, uma série de três estudos que calcularam a distância e a velocidade das galáxias vizinhas entre 2011 e 2016. Vários membros da equipe de estudo estiveram envolvidos nessas pesquisas, que eles então emparelhado com outras estimativas de distância e campo de gravidade para construir um estudo de fluxo maciço do superaglomerado Virgo.
A partir disso, eles foram capazes de criar modelos de computador que mapearam os movimentos de quase 1.400 galáxias em 100 milhões de anos-luz e ao longo de 13 bilhões de anos (apenas 800 milhões de anos após o Big Bang). Como Brent Tully, astrônomo do Instituto de Astronomia da UH e co-autor do estudo, explicou em um comunicado à imprensa da UH:
“Pela primeira vez, não estamos apenas visualizando a estrutura detalhada de nosso superaglomerado local de galáxias, mas também estamos vendo como a estrutura se desenvolveu ao longo da história do universo. Uma analogia é o estudo da geografia atual da Terra a partir do movimento das placas tectônicas. ”
O que eles descobriram foi que seus modelos se encaixam bem no fluxo de velocidade atual, o que significa que as estruturas e velocidades observadas em seus modelos se encaixam com o que foi observado pelas galáxias nos dias atuais. Eles também determinaram que dentro da área de espaço que mapearam, o principal atrator gravitacional é o Virgo Cluster - que fica a cerca de 50 milhões de anos-luz de distância e contém entre 1300 e 2000 galáxias.
Além disso, seu estudo indicou que mais de mil galáxias caíram no Aglomerado de Virgem nos últimos 13 bilhões de anos, enquanto todas as galáxias dentro de 40 milhões de anos-luz do aglomerado serão capturadas. Atualmente, a Via Láctea fica fora desta zona de captura, mas tanto a Via Láctea quanto a Galáxia de Andrômeda estão destinadas a se fundir nos próximos 4 bilhões de anos.
Quando o fizerem, o destino da galáxia maciça resultante será semelhante ao resto das galáxias na área de estudo. Essa foi outra conclusão do estudo, onde a equipe determinou que esses eventos de fusão são apenas parte de um padrão maior. Basicamente, dentro da região do espaço que eles observaram, existem dois padrões de fluxo abrangentes. Dentro de um hemisfério desta região, todas as galáxias - incluindo a Via Láctea - estão fluindo em direção a uma única folha plana.
Ao mesmo tempo, toda galáxia em todo o volume de espaço está se movendo em direção a atratores gravitacionais localizados muito além da área de estudo. Eles determinaram que essas forças externas não são senão o Superaglomerado Centaurus - um aglomerado de centenas de galáxias, localizadas a aproximadamente 170 milhões de anos-luz de distância na constelação de Centaurus - e o Grande Atrator.
O Grande Atrator está localizado a 150 milhões de anos-luz de distância e é uma região misteriosa que não pode ser vista devido à sua localização (no lado oposto da Via Láctea). No entanto, há décadas, os cientistas sabem que nossa galáxia e outras galáxias próximas estão se movendo em direção a ela. A região também é o núcleo do superaglomerado Laniakea, uma região que abrange mais de 500 milhões de anos-luz e contém cerca de 100.000 galáxias grandes.
Em resumo, enquanto o Universo está em um estado de expansão, a dinâmica das galáxias e aglomerados de galáxias indica que eles ainda gravitam em estruturas mais apertadas. Dentro de nossa vizinhança cósmica, o principal atrator é claramente o Cluster de Virgem, que está afetando todas as galáxias em um raio de 40 milhões de anos-luz. Além disso, é o Superaglomerado Centaurus e o Grande Atrator (como parte do Superaglomerado Laniakea maior) que estão puxando nossas cordas.
Ao traçar esse processo de atração que vem ocorrendo nos últimos 13 bilhões de anos, astrônomos e cosmólogos são capazes de ver como nosso Universo evoluiu ao longo da maior parte de sua história. Com o tempo e com instrumentos aprimorados capazes de olhar ainda mais profundamente para o cosmos (como o Telescópio Espacial James Webb), espera-se que possamos sondar ainda mais no início do cosmos.
Traçar como nosso Universo mudou ao longo do tempo não apenas confirma nossos modelos cosmológicos e verifica as teorias predominantes sobre como a matéria se comporta na maior das escalas (isto é, na Relatividade Geral). Também permite que os cientistas prevejam o futuro do nosso Universo com um certo grau de certeza, modelando como as galáxias e superaglomerados acabarão se unindo para formar estruturas ainda maiores.
A equipe também criou um vídeo mostrando os resultados de seus estudos, bem como um modelo interativo que permite que os usuários examinem o quadro de referência de vários pontos de vista. Não deixe de conferir o vídeo abaixo e vá até a página do UH para acessar o modelo interativo.
