Tecnologia Científica
Astrônomos descobrem uma das maiores estruturas giratórias já encontradas no Universo
Uma equipe internacional liderada por Oxford identificou uma das maiores estruturas rotativas já relatadas: uma cadeia extremamente fina de galáxias imersa em um gigantesco filamento cósmico giratório, a 140 milhões de anos-luz de distância.
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Oxford - 06/12/2025
Imagem capturada pelo Telescópio Espacial James Webb, mostrando duas galáxias anãs (NGC 4490 e NGC 4485, representadas por tons brilhantes) conectadas por uma tênue ponte de gás (vista como um fluxo vermelho). Há regiões de gás ionizado azul brilhante visíveis em áreas concentradas do fluxo vermelho. Crédito: ESA/Webb, NASA & CSA, A. Adamo (Universidade de Estocolmo), G. Bortolini e a equipe FEAST JWST.
Uma equipe internacional liderada pela Universidade de Oxford identificou uma das maiores estruturas rotativas já relatadas: uma cadeia extremamente fina de galáxias imersa em um gigantesco filamento cósmico giratório, a 140 milhões de anos-luz de distância. As descobertas, publicadas hoje no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, podem oferecer novas e valiosas informações sobre como as galáxias se formaram no início do Universo.
Os filamentos cósmicos são as maiores estruturas conhecidas no Universo: vastas formações filiformes de galáxias e matéria escura que formam um arcabouço cósmico. Eles também atuam como "rodovias" pelas quais a matéria e o momento fluem para as galáxias. Filamentos próximos, contendo muitas galáxias girando na mesma direção — e onde toda a estrutura parece estar girando — são sistemas ideais para explorar como as galáxias adquiriram a rotação e o gás que possuem hoje. Eles também podem fornecer uma maneira de testar teorias sobre como a rotação cósmica se acumula ao longo de dezenas de milhões de anos-luz.
"O que torna essa estrutura excepcional não é apenas seu tamanho, mas a combinação do alinhamento de rotação e do movimento rotacional. Podemos compará-la ao brinquedo das xícaras giratórias em um parque temático. Cada galáxia é como uma xícara giratória, mas toda a plataforma — o filamento cósmico — também está girando."
Coautora principal: Dra. Lyla Jung , Departamento de Física, Universidade de Oxford
No novo estudo, os pesquisadores descobriram 14 galáxias próximas ricas em gás hidrogênio, dispostas em uma linha fina e alongada com cerca de 5,5 milhões de anos-luz de comprimento e 117 mil anos-luz de largura. Essa estrutura está localizada dentro de um filamento cósmico muito maior, contendo mais de 280 outras galáxias e com aproximadamente 50 milhões de anos-luz de comprimento. Notavelmente, muitas dessas galáxias parecem girar na mesma direção que o próprio filamento — muito mais do que se o padrão de rotação das galáxias fosse aleatório. Isso desafia os modelos atuais e sugere que as estruturas cósmicas podem influenciar a rotação das galáxias de forma mais intensa ou por um período mais longo do que se pensava anteriormente.
Os pesquisadores descobriram que as galáxias em ambos os lados da espinha dorsal do filamento estão se movendo em direções opostas, sugerindo que toda a estrutura está girando. Usando modelos de dinâmica de filamentos, eles inferiram uma velocidade de rotação de 110 km/s e estimaram o raio da região central densa do filamento em aproximadamente 50 quiloparsecs (cerca de 163.000 anos-luz).
"Esse filamento é um registro fóssil de fluxos cósmicos. Ele nos ajuda a entender como as galáxias adquirem sua rotação e crescem ao longo do tempo."
Coautora principal, Dra. Madalina Tudorache , Universidade de Cambridge/Universidade de Oxford
A Dra. Lyla Jung (Departamento de Física, Universidade de Oxford) , coautora principal, afirmou: "O que torna essa estrutura excepcional não é apenas seu tamanho, mas a combinação do alinhamento de spin e do movimento rotacional. Podemos compará-la ao brinquedo das xícaras giratórias em um parque temático. Cada galáxia é como uma xícara giratória, mas toda a plataforma — o filamento cósmico — também está girando. Esse movimento duplo nos proporciona uma visão rara de como as galáxias obtêm seu spin das estruturas maiores em que vivem."
O filamento parece ser uma estrutura jovem e relativamente estável. Seu grande número de galáxias ricas em gás e seu baixo movimento interno — um estado denominado "dinamicamente frio" — sugerem que ele ainda está em um estágio inicial de desenvolvimento. Como o hidrogênio é a matéria-prima para a formação de estrelas, galáxias que contêm muito gás hidrogênio estão ativamente coletando ou retendo combustível para formar estrelas. O estudo dessas galáxias pode, portanto, fornecer informações sobre os estágios iniciais ou em andamento da evolução galáctica.
Galáxias ricas em hidrogênio também são excelentes indicadores do fluxo de gás ao longo de filamentos cósmicos. Como o hidrogênio atômico é mais facilmente perturbado pelo movimento, sua presença ajuda a revelar como o gás é canalizado através dos filamentos para dentro das galáxias, oferecendo pistas sobre como o momento angular flui pela teia cósmica para influenciar a morfologia, a rotação e a formação estelar das galáxias.
A descoberta também poderá servir de base para futuros esforços na modelagem de alinhamentos intrínsecos de galáxias, um potencial contaminante em futuros levantamentos cosmológicos de lentes gravitacionais fracas com a missão Euclid da Agência Espacial Europeia e o Observatório Vera C. Rubin no Chile.
Figura ilustrando a rotação do hidrogênio neutro (à direita) em galáxias localizadas em um filamento extenso (ao centro), onde as galáxias exibem um movimento rotacional coerente que traça a teia cósmica em grande escala (à esquerda). Crédito: Lyla Jung
A Dra. Madalina Tudorache (Instituto de Astronomia da Universidade de Cambridge / Departamento de Física da Universidade de Oxford) , coautora principal , acrescentou: "Este filamento é um registro fóssil de fluxos cósmicos. Ele nos ajuda a entender como as galáxias adquirem sua rotação e crescem ao longo do tempo."
"Isso demonstra realmente o poder de combinar dados de diferentes observatórios para obter uma compreensão mais profunda de como grandes estruturas e galáxias se formam no Universo. Tais estudos só podem ser realizados por grandes grupos com diversas habilidades."
Coautor: Professor Matt Jarvis , Departamento de Física, Universidade de Oxford.
A equipe internacional utilizou dados do radiotelescópio MeerKAT da África do Sul, um dos telescópios mais poderosos do mundo, composto por uma rede de 64 antenas parabólicas interligadas. Esse filamento giratório foi descoberto por meio de um levantamento profundo do céu chamado MIGHTEE, liderado pelo professor de astrofísica Matt Jarvis (Departamento de Física da Universidade de Oxford). Esses dados foram combinados com observações ópticas do Instrumento Espectroscópico de Energia Escura (DESI) e do Levantamento Digital do Céu Sloan (SDSS) para revelar um filamento cósmico que exibe tanto alinhamento coerente do spin das galáxias quanto rotação em massa.
O professor Jarvis afirmou: "Isto demonstra verdadeiramente o poder de combinar dados de diferentes observatórios para obter uma compreensão mais profunda de como se formam grandes estruturas e galáxias no Universo. Tais estudos só podem ser realizados por grandes grupos com diversas competências, e neste caso, só foi possível graças à obtenção de uma bolsa ERC Advanced Grant/UKIR Frontiers Research Grant, que financiou os coautores principais."
O estudo também contou com a participação de pesquisadores da Universidade de Cambridge, da Universidade do Cabo Ocidental, da Universidade de Rhodes, do Observatório Sul-Africano de Radioastronomia, da Universidade de Hertfordshire, da Universidade de Bristol, da Universidade de Edimburgo e da Universidade da Cidade do Cabo.
O artigo "Um filamento galáctico rotativo de 15 Mpc no desvio para o vermelho z = 0,032" foi publicado no periódico Monthly Notices of the Royal Astronomical Society .
