Astrônomos descobrem filamento gigante de gás quente que pode conter parte da matéria perdida do universo

Um grupo internacional de astrônomos identificou um enorme filamento de gás quente que conecta quatro aglomerados de galáxias, oferecendo uma pista crucial sobre onde pode estar parte da chamada “matéria perdida” do universo. A descoberta, publicada na renomada revista Astronomy and Astrophysics, representa um avanço significativo na compreensão de um dos maiores mistérios da cosmologia moderna.

A estrutura descoberta possui temperaturas superiores a 10 milhões de graus e concentra uma massa equivalente a dez vezes a da Via Láctea. Esse gigantesco filamento foi observado por meio dos telescópios espaciais de raios X XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia (ESA), e Suzaku, da Agência Espacial Japonesa (JAXA).

De acordo com os modelos teóricos, mais de um terço da matéria bariônica do universo — a matéria “normal” que compõe estrelas, planetas e seres vivos — permanece sem ser detectada. Há anos, os cientistas suspeitam que essa matéria possa estar escondida em filamentos de gás quente que formam uma espécie de rede cósmica, ligando os aglomerados de galáxias. Contudo, até agora, a detecção direta dessas estruturas vinha sendo extremamente desafiadora, devido à sua baixa densidade e à interferência de fontes luminosas próximas, como galáxias e buracos negros.

Esta imagem mostra o novo filamento, que conecta quatro aglomerados de galáxias: dois em uma extremidade e dois na outra. Esses aglomerados são visíveis como pontos brilhantes na parte inferior e superior do filamento (quatro pontos brancos circundados por uma cor). Uma faixa manchada de roxo se estende entre esses pontos brilhantes, destacando-se intensamente contra o céu negro ao redor; este é o filamento de gás quente emissor de raios X que não havia sido observado antes e contém um pedaço de matéria “perdida”. A faixa roxa compreende dados do Suzaku. Os astrônomos conseguiram identificar e remover quaisquer possíveis fontes “contaminantes” de raios X do filamento usando o XMM-Newton, deixando para trás um fio puro de matéria “perdida”. Essas fontes podem ser vistas aqui como pontos brilhantes cravejados através — e removidos — da emissão do filamento. Crédito: ESA/XMM-Newton e ISAS/JAXA

O feito foi alcançado por uma equipe liderada por Konstantinos Migkas, do Observatório de Leiden, que conseguiu, pela primeira vez, caracterizar com alta precisão um desses filamentos. A estrutura se estende por impressionantes 23 milhões de anos-luz no interior do superaglomerado de Shapley, uma das maiores concentrações de galáxias do universo próximo. “Pela primeira vez, nossos resultados coincidem de forma precisa com o que os modelos cosmológicos preveem”, afirmou Migkas em comunicado oficial.

O filamento conecta dois aglomerados em uma extremidade e outros dois na outra, todos pertencentes a essa imensa estrutura galáctica. O sucesso da pesquisa se deve à combinação dos dados dos telescópios Suzaku e XMM-Newton. Enquanto o Suzaku foi capaz de mapear a fraca emissão de raios X do filamento, o XMM-Newton ajudou a identificar e remover fontes contaminantes, como buracos negros supermassivos.

Nossa abordagem foi extremamente bem-sucedida e mostra que o filamento é exatamente como as melhores simulações em larga escala do universo previam, destacou Florian Pacaud, astrofísico da Universidade de Bonn e coautor do estudo.

Além de oferecer uma possível solução para o enigma da matéria perdida, o achado também reforça o modelo padrão do universo e fornece uma evidência direta da chamada rede cósmica — uma colossal teia invisível que conecta as regiões mais densas do cosmos.

Este trabalho estabelece um novo padrão para detectar a tênue emissão dos filamentos que compõem a rede cósmica, concluiu Norbert Schartel, cientista do projeto XMM-Newton da ESA.

Representação artística da Teia cósmica que conecta tudo no universo / Imagem Reprodução

A descoberta é mais uma prova de que os fios ocultos do universo estão lá — mesmo que ainda seja um desafio enorme enxergá-los.