Estruturas do Universo

As galáxias, em sua maioria, não se encontram isoladas na vastidão do espaço. Elas se conectam, pela força da gravidade, com uma ou mais galáxias distintas. A mesma força que nos prende ao chão da Terra mantém muitas galáxias individuais em uma conformação de agrupamento.

Esses grupos podem ser pequenos, tais como aqueles formados por apenas duas galáxias em órbita recíproca, e também muito grandes, a exemplo do Superaglomerado de Coma, com milhares de galáxias preenchendo uma extensão de mais de dez milhões de anos-luz.

Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas do Universo conhecido, apresentando muitas propriedades que os tornam grandes laboratórios de Astrofísica. Por exemplo:

• Aglomerados sofrem variações muito lentamente. Mudanças significativas levam quase o equivalente à idade do Universo para ocorrerem. Logo, eles mantêm a informação de como se originaram e constituem um bom campo de investigação sobre a história da estrutura e da formação de galáxias.
• Os agrupamentos tendem a reter gases em seus sistemas. Isto não ocorre no nível das galáxias individuais, onde o gás é expelido nas grandes explosões em supernovas. Desta forma, aglomerados são sistemas fechados, e estudar sua composição química possibilita traçar a história da nucleossíntese no Universo. O termo nucleossíntese refere-se à formação de elementos mais pesados (núcleos atômicos com muitos prótons e nêutrons), a partir da fusão de elementos mais leves.
• A força gravitacional que mantém os aglomerados unidos tem sua origem, em sua maior parte, na matéria escura. Portanto, eles são excelentes fontes para o estudo dessa excêntrica modalidade de matéria.

A maior parte do que é visível em um aglomerado, todas as estrelas em todas as galáxias, é apenas uma pequena fração da soma total de tudo o que nele está presente.

Por exemplo: emissões de raios X provenientes de gases quentes (10 a 100 milhões de graus), retidos pela força gravitacional do aglomerado, representam uma parcela da massa total muito maior do que a das estrelas, embora sejam completamente invisíveis aos olhos humanos.

Aglomerados de galáxias são constituídos por dois tipos básicos de matéria: a luminosa (como estrelas e gás quente) e a matéria escura.

A matéria escura não brilha, só sabemos de sua existência devido ao efeito gravitacional que afeta a matéria luminosa. Se queremos investigar a quantidade de matéria escura existente no Universo inteiro, temos que estudar algo que seja de fato representativo, e os aglomerados são as maiores estruturas conhecidas.

Acredita-se que a fração de matéria escura presente nos aglomerados corresponde à mesma quantidade do Universo como um todo. Em outras palavras, toda a matéria escura do Universo está dentro dos aglomerados de galáxias.

A maior parte da matéria luminosa encontra-se na forma de gás quente entre as galáxias. Esses gases intergalácticos, com temperaturas variando de 10 a 100 milhões de graus, emitem raios X. Então, a quantidade de gás em um aglomerado pode ser obtida pela luminosidade total em raios X que é observada.

Vamos fazer uma analogia: moramos em uma rua, de um determinado bairro, em uma cidade que faz parte de um estado, e este, por sua vez, é vinculado a um país do Planeta Terra. Tais informações constituem nosso endereço no planeta.

Também temos um endereço no Cosmos: moramos em um planeta (a "rua") do Sistema Solar (o "bairro"), que está em um braço externo da Via Láctea (a "cidade"). Nossa galáxia faz parte de um agrupamento, que chamamos de Aglomerado Local (o "estado").

Mas qual é nosso "país" no Universo? Até recentemente, estava muito bem estabelecido que nosso agrupamento faz parte do Superaglomerado de Virgem (também chamado de Superaglomerado Local). E faz, de fato!

Um novo estudo, no entanto, publicado em 2014 na revista Nature, demonstrou que Virgo, com seus aproximadamente cem aglomerados de galáxias, é apenas um pedacinho do Superaglomerado Laniakea, cem vezes maior em volume e massa, contendo cem mil galáxias em uma extensão de 520 milhões de anos-luz.

Basicamente, os cientistas usaram análises das velocidades relativas das galáxias para definir melhor os limites entre superaglomerados. Afinal, onde termina um superaglomerado e onde se inicia outro?

Para detalhes mais específicos do estudo científico realizado, acesse o artigo da Nature, intitulado Earth's new address: 'Solar System, Milky Way, Laniakea'. Traduzindo: novo endereço da Terra: 'Sistema Solar, Via Láctea, Laniakea'.