Há cerca de um século, o astrônomo Edwin Hubble descobriu que quase todas as galáxias estão se afastando da Via Láctea. Esta observação tornou-se a base da cosmologia moderna porque forneceu provas fundamentais de que o Universo está em expansão e que começou com o Big Bang. Mesmo na era de Hubble, porém, os astrónomos sabiam que o padrão não era universal. Uma exceção notável é a nossa galáxia vizinha Andrómeda, que se move em direção à Via Láctea a cerca de 100 quilómetros por segundo.
Durante quase cinquenta anos, os cientistas ficaram intrigados com outro mistério relacionado. Com exceção de Andrómeda, a maioria das grandes galáxias próximas da nossa parecem estar a afastar-se de nós em vez de serem atraídas para dentro pela gravidade. Isto parece surpreendente porque estas galáxias estão próximas do Grupo Local (a Via Láctea, a Galáxia de Andrómeda e dezenas de galáxias mais pequenas), cuja massa combinada deverá exercer uma influência gravitacional notável.
Uma enorme folha cósmica em torno do grupo local
Uma equipa de investigação internacional liderada por Uwood Wemp, doutorado pelo Instituto Kapitan em Groningen, acredita ter encontrado a explicação. Utilizando simulações computacionais avançadas, os investigadores descobriram que a matéria que rodeia o Grupo Local está organizada numa estrutura ampla e plana que se estende por milhões de anos-luz. Esta estrutura contém não apenas matéria comum, mas também a matéria escura invisível que rodeia as galáxias. Acima e abaixo desta região plana existe um vasto espaço vazio conhecido como vazio cósmico.
Simulações mostram que esta matriz de matéria pode reproduzir com precisão tanto as posições como os movimentos das galáxias que observamos ao nosso redor. Em outras palavras, o modelo computacional recria com sucesso os padrões que os astrônomos veem no universo real.
Criando um gêmeo virtual do nosso vizinho cósmico
Para construir o seu modelo, os cientistas começaram com as condições do universo primitivo. Eles usaram medições da radiação cósmica de fundo para inferir como a matéria foi distribuída logo após o Big Bang. Um computador poderoso então evolui esse primeiro universo ao longo do tempo, criando eventualmente um sistema que corresponda ao Grupo Local atual.
As simulações resultantes reproduzem as massas, posições e movimentos da Via Láctea e de Andrômeda, bem como as posições e movimentos de 31 galáxias fora do Grupo Local. Dado que o modelo se assemelha muito ao nosso ambiente, os investigadores descrevem-no como um “gémeo virtual” do nosso ambiente cósmico.
Quando o modelo inclui uma distribuição plana de matéria, as galáxias circundantes estão mais distantes de nós do que é realmente observado. Apesar da atração gravitacional do grupo local, as galáxias dentro do plano são afetadas pelo excesso de massa espalhada no mesmo plano. Esta massa distante contrabalança a gravidade do grupo local. Enquanto isso, regiões fora do plano têm muito poucas galáxias, o que explica por que não vemos objetos caindo em nossa direção vindos dessas direções.
Um mistério de longa data é finalmente explicado
De acordo com o pesquisador principal Yuwood Wemp, o estudo representa a primeira tentativa detalhada de determinar a distribuição e a velocidade da matéria escura na Via Láctea e na região ao redor de Andrômeda. “Estamos explorando todas as configurações locais possíveis do universo primitivo que poderiam eventualmente levar 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 astrónoma Amina Helmio saudou as descobertas, observando que o problema tem desafiado os investigadores há décadas. “Estou entusiasmado por ver que, com base puramente nos movimentos das galáxias, podemos determinar uma distribuição de massa que corresponda à localização das galáxias dentro e fora do Grupo Local.”
