Finalmente as Teias Cósmicas foram observadas no Universo

Simulações cosmológicas predizem que o Universo contém uma rede de filamentos intergaláticos de gás, dentro dos quais as galáxias se foram e evoluem. Nesse sentido, as teorias hoje vigentes estabelecem que a maior parte do gás no Universo está presente no meio intergalático, formando uma espécie de teia cósmica, como consequência dos processos de colapso gravitacional. Mas especificamente, modelos de formação galática predizem que a um redshift (z) de ~3 (1), mais de 60% de todo o gás no Universo - especialmente gás hidrogênio (H2) - está confinado nesses filamentos. As interseções dessas estruturas se tornam as localizações nas quais, como já mencionado, as galáxias e seus supermassivos buracos negros - presentes praticamente como regra nos centros galáticos - se desenvolvem.

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No entanto, apesar da robustez teórica, essa rede de filamentos não tinha até hoje sido observada diretamente, devido às fracas emissões radiativas associadas a essas estruturas. Os filamentos são preditos de emitirem a linha de hidrogênio alfa-Lyman (Lya) via fluorescência induzida pela radiação ultravioleta de fundo, quando hidrogênio molecular neutro é ionizado e então retorna para seu estado fundamental.

Agora, em um estudo publicado recentemente na Science (2), pesquisadores finalmente conseguiram evidências diretas desses filamentos, através de observações com o Espectroscópico Explorador Multi-Unidade (MUSE), localizado no Conjunto de Telescópicos (VLT)* do Observatório do Sul Europeu. As observações focaram no proto-agrupamento galático SSA22 a z = 3,09, o qual abriga galáxias altamente ativas em termos de formação estelar. Localizada a cerca de 12 bilhões de anos-luz na constelação de Aquário, isso torna SSA22 uma estrutura do início do recém-formado Universo. Assumindo uma densidade típica de 6x10^-3 cm^-3 para filamentos com espessura projetada de ~100 kiloparsecs, as observações sugerem uma valor de ~10¹² massas solares de gás na  estrutura filamentosa, o que é potencialmente suficiente para agregar matéria para dentro das galáxias nessas regiões e alimentar a contínua formação estelar. A maior parte do Lya emitido e observado foi oriunda de uma velocidade na linha de visão de ~-500 a ~+1000 km/s relativo ao z = 3,09.

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A rede de filamentos em SSA22 mostrou conectar galáxias individuais ao longo de um grande volume, permitindo fomentar a formação de estrelas e o crescimento de buracos negros em populações de galáxias ativas em z = ~3. Os achados corroboram em específico com o modelo de matéria escura fria de formação galática, com os filamentos sendo extensivos, se estendendo por mais de 1 milhão de parsecs (1 parsec = 3,085 anos-luz) e fornecendo o combustível para a formação intensa de estrelas e o crescimento de supermassivos buracos negros dentro do proto-agrupamento.


> Leitura complementar: Matéria Escura, Energia Escura e Massa Negativa

(1) Leitura recomendada: O que é o Desvio para o Vermelho na Astronomia?

(2) Publicação do estudo: Science

*O Conjunto de Telescópios (VLT) encontra-se na vanguarda da astronomia europeia terrestre no início do terceiro milênio. É o instrumento óptico mais avançado do mundo, sendo composto por quatro telescópios com espelhos principais de 8,2 metros e quatro telescópios auxiliares móveis, com espelhos de 1,8 metros. Os quatro telescópios podem ser usados em conjunto para otimizar a resolução em dezenas de vezes, através de túneis especiais constituídos de complexos sistemas de espelhos.