Astrônomos descobrem que nossa galáxia flutua dentro de um “pancake” de matéria escura.

A Via Láctea não está simplesmente à deriva num imenso vazio do espaço, sem qualquer “amarração”. Um novo estudo indica que ela está inserida numa lâmina de matéria escura - como um mirtilo numa panqueca.

Ao analisar a forma como galáxias se movem no espaço próximo, os cientistas conseguem mapear a atração gravitacional de uma massa invisível - a matéria escura fria - o que sugere que a nossa vizinhança no Universo pode ser mais estruturada do que se imaginava.

A pesquisa, conduzida por uma equipa liderada pelo astrónomo Ewoud Wempe, da Universidade de Groningen, nos Países Baixos, ajuda a esclarecer três características estranhas do Universo local que há muito intrigam os astrónomos: a Folha Local, o Vazio Local e o fluxo de Hubble silencioso.

Via Láctea, Folha Local e a hipótese da lâmina de matéria escura

A Folha Local é a estrutura onde o Grupo Local de galáxias está inserido: um arranjo incomumente plano, semelhante a um plano geométrico, que inclui a Via Láctea, Andrómeda (a nossa galáxia grande mais próxima) e as galáxias vizinhas.

Ao lado da Folha Local fica o Vazio Local, uma região de espaço estranhamente pouco povoada, da qual as galáxias parecem afastar-se. A velocidade do Grupo Local ao afastar-se do Vazio Local já foi descrita como “peculiar”.

Por fim, há o fluxo de Hubble silencioso: a expansão surpreendentemente suave e regular do Universo dentro do volume local. Isso é difícil de conciliar com as massas da Via Láctea e de Andrómeda, que deveriam ser suficientemente grandes para introduzir uma “distorção” gravitacional nesse fluxo.

O que as simulações exigem para explicar o fluxo de Hubble silencioso

Para investigar essas três questões, Wempe e os colegas recorreram aos movimentos de 31 galáxias relativamente isoladas no espaço local, reunidos ao longo de várias décadas em levantamentos de grande escala. Essas galáxias foram escolhidas porque o isolamento as torna indicadores mais fiáveis da expansão local.

Com os dados em mãos, os investigadores executaram simulações que começam no Universo primordial, usando uma distribuição de massa baseada na radiação cósmica de fundo em micro-ondas - um sinal remanescente do Big Bang. O objetivo era reproduzir os movimentos dessas galáxias e, também, os da Via Láctea e de Andrómeda.

O resultado foi que as simulações só batiam com as observações quando certas condições eram satisfeitas: a massa ao nosso redor teria de estar organizada numa arquitetura semelhante a uma lâmina, com vazios acima e abaixo.

“Os esforços de modelação há muito têm dificuldade em reproduzir o fluxo de Hubble silencioso em torno do Grupo Local”, escreve a equipa no artigo publicado.

“As observações são reconciliáveis dentro do ΛCDM [o modelo Lambda de matéria escura fria da evolução do Universo], mas apenas se a massa estiver fortemente concentrada num plano até 10 megaparsecs, com a densidade de superfície aumentando para longe do Grupo Local e com vazios profundos acima e abaixo.”

Se essa configuração estiver correta, ela oferece uma explicação bastante elegante para a Folha Local, o Vazio Local e o fluxo de Hubble silencioso.

Por que uma lâmina de matéria escura explicaria a Folha Local e o Vazio Local

Os astrónomos já estabeleceram que a distribuição e a densidade da matéria escura no Universo se refletem na distribuição das galáxias. Assim, uma lâmina subjacente de matéria escura tenderia a aparecer no próprio desenho das galáxias - exatamente o que observamos como a Folha Local.

A partir daí, a consequência é quase inevitável: a atração gravitacional dessa lâmina retiraria matéria do espaço adjacente, tornando naturais os vazios dos dois lados.

Geometria, gravidade e a suavidade do Universo local

Além disso, a geometria dessa lâmina reduziria a atração gravitacional dirigida para o interior, em direção ao Grupo Local. Com isso, as galáxias mais externas conseguiriam acompanhar uma expansão de forma mais uniforme - o que se manifestaria como o fluxo de Hubble silencioso.

O que torna a proposta ainda mais coerente é que ela não exige uma astrofísica nova e exótica. Já sabemos que lâminas existem na teia cósmica, e os processos possíveis que as formam são discutidos em vários artigos.

O ponto mais relevante não é simplesmente a possibilidade de existir uma lâmina, mas o facto de que, com base nessas novas simulações, a dinâmica das galáxias na nossa “bolha” do Universo local parece exigir uma estrutura desse tipo - e, ao mesmo tempo, ela permanece compatível com a física, os modelos e as teorias já estabelecidos.

“Estamos a explorar todas as configurações locais possíveis do universo primordial que, no fim, poderiam levar ao Grupo Local”, diz Wempe. “É ótimo que agora tenhamos um modelo que seja consistente com o modelo cosmológico atual por um lado e, por outro, com a dinâmica do nosso ambiente local.”

A pesquisa foi publicada na Nature Astronomy.