Nas maiores escalas cósmicas de todas, o planeta Terra parece ser tudo menos especial. Como centenas de bilhões de outros planetas em nossa galáxia, orbitam nossa estrela-mãe; como centenas de bilhões de sistemas solares, giramos em torno da galáxia; como a maioria das galáxias no universo, estamos unidos em um grupo ou aglomerado de galáxias. E, como a maioria dos grupos e aglomerados galácticos, somos uma pequena parte de uma estrutura maior contendo mais de 100.000 galáxias: um superaglomerado. O nosso se chama Laniakea: a palavra havaiana para “céu imenso”.
Os superaglomerados foram encontrados e mapeados em todo o nosso universo observável, onde são mais de dez vezes mais ricos que os maiores aglomerados de galáxias conhecidos. Infelizmente, devido à presença de energia escura no Universo, esses superaglomerados – incluindo o nosso – são apenas estruturas aparentes. Na realidade, são meros fantasmas, no processo de dissolução diante de nossos olhos.
O Universo como o conhecemos começou há 13,8 bilhões de anos, com o Big Bang. Estava cheio de matéria, antimatéria, radiação, etc.; todas as partículas e campos que conhecemos hoje e, possivelmente, ainda mais. Desde os primeiros instantes do quente Big Bang, no entanto, não era simplesmente um mar uniforme desses quanta energéticos. Em vez disso, havia pequenas imperfeições – em torno de 0,003% – em todas as escalas, onde algumas regiões tinham um pouco mais ou um pouco menos de matéria e energia do que a média.
Em cada uma dessas regiões, uma grande corrida cósmica se seguiu. A corrida foi entre dois fenômenos concorrentes:
1. o Universo em expansão, por um lado, que trabalha para separar toda a matéria e energia;
2. e gravitação, que trabalha para reunir todas as formas de energia, fazendo com que material maciço se agrupe e se agrupe.
Com a matéria normal e a matéria escura povoando nosso Universo – mas não em quantidades suficientes para fazer com que todo o Universo se retraia – nosso Universo primeiro forma estrelas e aglomerados de estrelas, com os primeiros aparecendo quando menos de 200 milhões de anos se passaram desde o Big Bang. Nos próximos cem milhões de anos, a estrutura começa a aparecer em escalas maiores, com as primeiras galáxias se formando, aglomerados de estrelas se fundindo e até galáxias crescendo para atrair matéria das regiões de menor densidade próximas.
À medida que o tempo passa, e passamos de centenas de milhões de anos a bilhões de anos em nossa medição do tempo desde o Big Bang, as galáxias gravitam juntas para formar os primeiros aglomerados de galáxias do Universo. Com até milhares de galáxias do tamanho da Via Láctea, fusões maciças formam gigantes galáxias elípticas gigantes nos núcleos desses aglomerados. Nos extremos modernos, galáxias como o IC 1101 podem crescer para quadrilhões de massas solares.
Em escalas espaciais ainda maiores e escalas de tempo ainda mais longas, a teia cósmica começa a tomar forma, com filamentos de matéria escura traçando uma série de linhas interconectadas. A matéria escura impulsiona o crescimento gravitacional do Universo, enquanto a matéria normal interage com outras forças além da gravidade, levando à formação de aglomerados de gases, novas estrelas e até novas galáxias em escalas de tempo suficientemente longas.
Enquanto isso, o espaço entre os filamentos – as regiões subdensas do Universo – cede sua matéria às estruturas circundantes, tornando-se grandes vazios cósmicos. As galáxias pontilham os filamentos e caem nas estruturas cósmicas maiores, onde vários filamentos se cruzam. Em escalas de tempo suficientemente longas, os nexos mais espetaculares da matéria começam a se atrair, fazendo com que grupos e aglomerados de galáxias comecem a formar estruturas ainda maiores: superaglomerados galácticos.
Superaglomerados são coleções de:
– galáxias individuais, isoladas;
– grupos galácticos;
– e grandes aglomerados de galáxias.
todos conectados por grandes filamentos cósmicos que traçam a teia cósmica. Sua gravitação atrai mutuamente esses componentes para um centro de massa comum, onde essas grandes estruturas abrangem centenas de milhões de anos-luz e contêm mais de 100.000 galáxias cada.
Se tudo o que tínhamos no Universo fosse matéria escura, matéria normal, buracos negros, neutrinos e radiação – onde os efeitos gravitacionais combinados desses componentes lutavam contra a expansão do Universo – os superaglomerados acabariam reinando supremos. Com tempo suficiente, essas estruturas enormes se atrairiam mutuamente, a ponto de se fundirem, criando uma estrutura cósmica enorme e limitada, de proporções sem paralelo.
Em nosso próprio canto local do Universo, a Via Láctea pode ser encontrada em um pequeno bairro que chamamos de nosso grupo local. Andrômeda é a maior galáxia do nosso grupo local, seguida pela Via Láctea no 2, a galáxia Triangulum no 3 e talvez 60 galáxias anãs significativamente menores espalhadas por um volume que abrange alguns milhões de anos-luz em três dimensões. Nosso grupo local é um dos muitos grupos pequenos de nossa vizinhança, junto com o grupo M81, o grupo Escultor e o grupo Maffei.
Grupos maiores – como o grupo Leo I ou o grupo Canes II – também são abundantes nos arredores, contendo cerca de uma dúzia de galáxias grandes cada uma. Mas a estrutura mais dominante nas proximidades é o aglomerado de galáxias Virgo, que contém mais de mil galáxias comparáveis em tamanho / massa à Via Láctea, e localizadas a apenas 50-60 milhões de anos-luz de distância. O aglomerado de Virgem é a principal fonte de massa em nosso universo próximo.
Mas o próprio aglomerado de Virgem é apenas um dentre um grande número de aglomerados de galáxias, coleções de centenas a milhares de galáxias grandes que foram mapeadas no Universo próximo. O aglomerado Centaurus, o aglomerado Perseus-Peixes, o aglomerado Norma e o aglomerado Antlia representam algumas das maiores e mais densas concentrações de massa próximas à Via Láctea.
Eles se adaptam muito bem a essa ideia da teia cósmica, onde “cordas” de galáxias e grupos existem ao longo dos filamentos que conectam esses grandes aglomerados e com vazios gigantes no espaço que separam essas regiões contendo massa umas das outras. Esses vazios são tremendamente sub-densos, enquanto os nexos desses filamentos são excessivamente densos; é muito claro que, nas escalas de tempo cósmicas, as regiões menos densas entregaram a maior parte de sua matéria aos aglomerados mais densos e ricos em galáxias.
Em nossa vizinhança galáctica maior, saindo por cerca de duzentos milhões de anos-luz, todos esses aglomerados (exceto Perseus-Peixes, que fica do outro lado de um vazio próximo) parecem ter filamentos com galáxias e grupos galácticos entre eles. Parece constituir uma estrutura muito maior e, se você resumir todas as galáxias nela – grandes e pequenas – antecipamos que o número total deve exceder 100.000 galáxias.
Essa é a coleção de assuntos a que chamamos Laniakea: nosso superaglomerado local. Ele vincula nosso próprio cluster massivo, o cluster Virgo, com o cluster Centaurus, o Grande Atrator, o Conjunto Norma e muitos outros. É uma ideia bonita que representa estruturas em escalas maiores do que uma inspeção visual revelaria. Mas há um problema com a ideia de Laniakea em particular e com superaglomerados em geral: estas não são estruturas reais, vinculadas, mas apenas estruturas aparentes que estão atualmente no processo de dissolução total.
Nosso Universo não é apenas uma corrida entre uma expansão inicial e a força gravitacional neutralizadora causada pela matéria e pela radiação. Além disso, há também uma forma positiva de energia inerente ao próprio espaço: energia escura. Isso faz com que a recessão de galáxias distantes acelere conforme o tempo passa. E, talvez o mais importante, torna-se mais importante em escalas maiores e, posteriormente, o que é particularmente relevante para a existência de superaglomerados.
Se não houvesse energia escura, Laniakea certamente seria real. Com o tempo, suas galáxias e aglomerados se atrairiam mutuamente, levando a um enorme agrupamento de mais de 100.000 galáxias, coisas que nosso Universo nunca viu. Infelizmente, a energia escura se tornou o fator dominante na evolução do nosso Universo há aproximadamente 6 bilhões de anos, e os vários componentes do superaglomerado Laniakea já estão se afastando e acelerando. Todo componente da Laniakea, incluindo todos os grupos e agrupamentos independentes mencionados neste artigo, não está gravitacionalmente vinculado a nenhum outro.
Todos os superaglomerados que já identificamos não são apenas gravitacionalmente separados, mas eles próprios não são estruturas gravitacionais. Os grupos e agrupamentos individuais dentro de um superaglomerado são ilimitados, o que significa que, com o passar do tempo, cada estrutura atualmente identificada como superaglomerado acabará se dissociando. Para nosso próprio canto do Universo, o Grupo Local nunca se fundirá com o cluster Virgem, o grupo Leo I ou qualquer estrutura maior que a nossa.
Nas maiores escalas cósmicas, enormes coleções de galáxias que abrangem vastos volumes de espaço parecem reais – os superaglomerados do Universo -, mas essas estruturas aparentes são efêmeras e transitórias. Eles não estão unidos e nunca se tornarão assim. De fato, se uma estrutura já não tivesse acumulado massa suficiente 6 bilhões de anos atrás para ficar ligada, quando a energia escura dominou pela primeira vez a expansão do Universo, nunca o faria. Daqui a bilhões de anos, os componentes individuais do superaglomerado serão dilacerados pela expansão do Universo, sempre à deriva como ilhas solitárias no grande oceano cósmico.
Publicado em 23/02/2020 06h37
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