Astrônomos relataram recentemente que descobriram um filamento de galáxia "fino como uma lâmina" composto de galáxias ricas em hidrogênio a cerca de 140 milhões de anos-luz da Terra, e confirmaram que toda a estrutura está girando. É considerada uma das maiores estruturas rotativas já descobertas. Espera-se que a investigação, publicada na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, forneça pistas importantes sobre como as galáxias se formaram e adquiriram rotação no Universo primitivo.
A “teia cósmica” do universo é composta por enormes matéria escura e filamentos de galáxias. Esses filamentos cósmicos são esqueletos estruturais e “rodovias” que transportam matéria e impulso para as galáxias. A equipe de pesquisa apontou que os filamentos no espaço próximo que contêm um grande número de galáxias em co-rotação são particularmente adequados para estudar como as galáxias "assumem" a rotação e o gás de estruturas de maior escala, e também podem testar as teorias existentes sobre como a rotação em grande escala do universo se acumula gradualmente ao longo de dezenas de milhões de anos-luz.
Durante esta observação, a equipa descobriu 14 galáxias vizinhas ricas em gás hidrogénio neutro, que estavam quase alinhadas, formando um filamento extremamente fino com cerca de 5,5 milhões de anos-luz de comprimento e apenas cerca de 117.000 anos-luz de largura. Este “filamento” está embutido em um filamento cósmico muito maior, que contém mais de 280 galáxias e tem um comprimento total de cerca de 50 milhões de anos-luz. As observações mostram que a direção de rotação de um número considerável de galáxias é consistente com a direção de rotação de todo o filamento, que é muito maior do que o esperado na distribuição aleatória. Isto representa um desafio às teorias existentes e implica que a influência da estrutura em grande escala do universo na rotação das galáxias pode ser mais forte e durar mais tempo.
Os investigadores também descobriram que as galáxias em ambos os lados da “crista principal” do filamento apresentavam movimento inverso, indicando que toda a estrutura estava a rodar como um todo. Através do cálculo do modelo dinâmico do filamento, eles deram uma velocidade de rotação de cerca de 110 quilômetros por segundo e estimaram que o raio da densa região central do filamento é de cerca de 50.000 parsecs (cerca de 163.000 anos-luz). A equipa de investigação comparou vividamente este fenómeno a uma “xícara de chá giratória” num parque de diversões: cada galáxia é como uma chávena de chá em rotação, e a plataforma que as transporta, o próprio filamento cósmico, também está a rodar. Esta “rotação dupla” fornece uma janela rara para a compreensão de como as galáxias obtêm rotação a partir da estrutura de grande escala em que estão localizadas.
Pelas suas características dinâmicas, este filamento galáctico parece ainda jovem e relativamente “imperturbado”. A existência de um grande número de galáxias ricas em hidrogênio e a baixa amplitude de movimento interno indicam que elas estão em um estado denominado "dinamicamente frio" e podem ainda estar nos estágios iniciais de evolução. Dado que o hidrogénio é a matéria-prima para a formação de estrelas, as galáxias ricas em hidrogénio muitas vezes significam que estas galáxias ainda estão ativamente acumulando ou retendo o "combustível" necessário para formar estrelas e, portanto, fornecem uma amostra ideal para estudar os estágios iniciais ou em curso da formação e evolução das galáxias.
O gás hidrogênio neutro é extremamente sensível a perturbações de movimento, então galáxias ricas em hidrogênio também são excelentes “rastreadores” para rastrear o fluxo de gás em filamentos cósmicos. Ao observar a distribuição e o movimento do gás hidrogénio, os investigadores podem ver mais claramente como o gás é “transportado” para a galáxia ao longo dos filamentos, inferindo assim como o momento angular é transferido na teia cósmica, afetando assim a estrutura, rotação e eficiência de formação estelar da galáxia. Espera-se também que este resultado forneça uma referência para futuras observações de lentes gravitacionais fracas em cosmologia, porque a forma e orientação inerentes da própria galáxia causarão contaminação de "alinhamento intrínseco" a medições relevantes, que precisam ser caracterizadas e corrigidas no modelo.
O trabalho utilizou dados do radiotelescópio MeerKAT, na África do Sul, que consiste em 64 antenas de rádio interconectadas e é um dos radiotelescópios mais poderosos em operação atualmente. A equipe de pesquisa identificou este filamento rotativo no projeto de pesquisa do céu profundo chamado MIGHTEE, e combinou as observações ópticas do Espectrorradiômetro de Energia Escura (DESI) e do Sloan Digital Sky Survey (SDSS) para confirmar que ele possui um alinhamento geral da direção de rotação da galáxia e uma rotação geral em grande escala. Um dos líderes do estudo disse que este filamento é como um “registro fóssil do fluxo do universo”, ajudando as pessoas a rastrear como as galáxias acumularam rotação e cresceram gradualmente ao longo da longa história do universo.