O universo como nunca visto

A teia cósmica constitui a estrutura em larga escala do Universo, formada por vastos filamentos de matéria que se estendem por milhões de anos-luz. Essa intrincada rede é moldada principalmente pela matéria escura, que representa cerca de 85% de toda a matéria existente. Esse percentual refere-se apenas à matéria - não inclui a energia escura, que domina o conteúdo total do Universo e é responsável por sua expansão acelerada.

Embora a energia escura atue em escalas ainda maiores, é a matéria escura que define a arquitetura do cosmos. Sua influência gravitacional guia o fluxo de gases intergalácticos ao longo da teia cósmica, que funciona como uma espécie de “espinha dorsal” do universo, alimentando a formação de estrelas e galáxias nas regiões onde os filamentos se cruzam.

A observação desses gases sempre representou um grande desafio. Em geral, eles são detectados por meios indiretos - por exemplo, pela análise de como absorvem a luz proveniente de objetos extremamente brilhantes e distantes, como quasares. Embora valiosas, tais observações não revelam com precisão a distribuição espacial detalhada desses gases.

A detecção direta é particularmente difícil. Mesmo o hidrogênio, o elemento mais abundante do universo, emite uma luminosidade extremamente tênue, tornando sua observação direta praticamente impossível com telescópios de gerações anteriores.

No entanto, uma tecnologia inovadora tornou possível, pela primeira vez, a obtenção de uma imagem direta e em alta definição de um dos filamentos da teia cósmica. A estrutura observada possui cerca de 3 milhões de anos-luz de extensão e conecta duas galáxias, cada uma delas abrigando um buraco negro supermassivo ativo.

A imagem revela o universo quando ele tinha aproximadamente 2 bilhões de anos de idade. Para alcançar a nitidez necessária, foram necessárias centenas de horas de observação, com os instrumentos concentrados em uma única região do céu profundo.

A descoberta foi apresentada em artigo publicado em 29 de janeiro de 2025 na revista científica Nature Astronomy, sob o título “High-definition imaging of a filamentary connection between a close quasar pair at z = 3” (link nas referências).

O estudo foi liderado por Davide Tornotti, doutorando da Universidade de Milano-Bicocca, em colaboração com pesquisadores da mesma instituição e do Instituto Max Planck de Astrofísica.

O que tornou essa imagem sem precedentes possível foi o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), instalado no Very Large Telescope, pertencente ao European Southern Observatory, no Chile. A luz emitida pelo filamento viajou por quase 12 bilhões de anos até alcançar a Terra, e sua captação por esse instrumento permitiu a caracterização detalhada de sua estrutura.

Durante o estudo, os cientistas também recorreram a simulações realizadas em supercomputadores do Instituto Max Planck de Astrofísica, baseadas no modelo cosmológico padrão. Segundo Tornotti, a comparação entre as simulações e a nova imagem revelou uma concordância substancial entre teoria e observação.

Os pesquisadores agora buscam reunir dados adicionais para obter imagens de outros filamentos. A possibilidade de observação direta dos gases intergalácticos abre caminho para investigações mais profundas, capazes de ampliar nossa compreensão sobre a formação de galáxias, a distribuição da matéria no universo e o fluxo de gás ao longo da teia cósmica.