Os astrofísicos descobriram por que as galáxias espirais como a Via Láctea são tão raras no Plano Supergaláctico, uma região densa do nosso próprio universo.O estudo, liderado pela Universidade de Durham e pela Universidade de Helsínquia, utilizou simulações de supercomputadores SIBELIUS para mostrar que galáxias em densos aglomerados de galáxias no plano supergaláctico frequentemente se fundem, convertendo galáxias espirais em galáxias elípticas. A descoberta é consistente com observações telescópicas e apoia o Modelo Padrão do Universo, ajudando a explicar anomalias cósmicas de longa data na distribuição das galáxias.

Os astrofísicos dizem ter encontrado uma resposta para a razão pela qual galáxias espirais como a nossa Via Láctea desapareceram em grande parte numa parte do nosso universo conhecida como plano supergaláctico.

O Plano Supergaláctico é uma estrutura enorme e plana que se estende por quase um bilhão de anos-luz, na qual nossa Via Láctea está inserida. Embora o plano supergaláctico esteja repleto de galáxias elípticas brilhantes, galáxias de disco brilhantes com braços espirais são muito raras. Agora, uma equipa de investigação internacional co-liderada pela Universidade de Durham, no Reino Unido, e pela Universidade de Helsínquia, na Finlândia, afirma que as diferentes distribuições de galáxias elípticas e de disco ocorrem naturalmente devido ao contraste entre o ambiente dentro e fora do plano.

Esta imagem mostra uma galáxia elíptica (esquerda) e uma galáxia espiral (direita), incluindo luz infravermelha próxima do Telescópio Espacial James Webb e luz ultravioleta e visível do Telescópio Espacial Hubble. Fontes: NASA, ESA, CSA, Rogier Windhorst (Academia Nacional de Ciências), William Keel (Universidade do Alabama), Stuart Wyithe (Universidade de Melbourne), Grupo JWSTPEARLS, Alyssa Pagan (STScI)

Evolução das galáxias em densos aglomerados de galáxias

Em densos aglomerados de galáxias encontrados no plano supergaláctico, as galáxias frequentemente interagem e se fundem com outras galáxias. Isto transformou galáxias espirais em galáxias elípticas - galáxias lisas sem estrutura interna óbvia ou braços espirais - e levou ao crescimento de buracos negros supermassivos.

Em contraste, longe do plano, as galáxias podem evoluir em relativo isolamento, o que as ajuda a manter a sua estrutura espiral.

As descobertas foram publicadas na revista Nature Astronomy.

A Via Láctea faz parte do superplano de galáxias, que contém vários aglomerados massivos de galáxias e milhares de galáxias individuais. A grande maioria das galáxias encontradas aqui são galáxias elípticas.

A equipe usou simulações de supercomputadores SIBELIUS (Simulação Além do Universo Local), que rastreiam a evolução do universo desde o início do universo até o presente, 13,8 bilhões de anos atrás.

A distribuição das galáxias mais brilhantes no universo local, reproduzida por observações do levantamento 2MASS (imagem à esquerda) e simulações do SIBELIUS (imagem à direita). Ambas as imagens mostram projeções de coordenadas supergalácticas de até cerca de 100 megapascal segundos (Mpc). As faixas vazias quase verticais representam áreas do céu escondidas atrás da Via Láctea. A simulação reproduz com precisão estruturas em nosso próprio universo. Fonte: Dr. Tier-Zavala

Embora a maioria das simulações cosmológicas considere fatias aleatórias do universo e não possam ser comparadas diretamente com observações, o SIBELIUS visa reproduzir com precisão as estruturas observadas, incluindo planos supergalácticos. Os resultados finais da simulação são muito consistentes com o universo observado através de telescópios.

Contribuição e significado da pesquisa

O professor Carlos Frenk, coautor do estudo e professor Ogden de Física Fundamental no Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham, disse:"A distribuição das galáxias no plano supergaláctico é verdadeiramente notável. Nossas simulações revelam detalhes do processo de formação de galáxias, como a conversão de galáxias espirais em galáxias elípticas por meio de fusões de galáxias. Além disso, os resultados da simulação mostram que nosso Modelo Padrão do Universo (baseado na ideia de que a maior parte da massa é matéria escura fria) é capaz reproduzir as estruturas mais notáveis do universo, incluindo a espetacular estrutura em que a Via Láctea está localizada."

A estranha separação entre galáxias espirais e galáxias elípticas no nosso Universo é conhecida já na década de 1960 e aparece com destaque numa lista de “anomalias cósmicas” recentemente compilada pelo professor Jim Peebles, um famoso cosmólogo e vencedor do Prémio Nobel de 2019.

"Por acaso, fui convidado a participar de um simpósio em memória de Jim Peebles na Universidade de Durham, em dezembro, onde ele levantou essa questão", disse o autor principal, Dr. Till Zavala, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Durham e na Universidade de Helsinque. "Percebi que havíamos completado uma simulação que poderia conter a resposta. Nosso estudo mostra que mecanismos conhecidos de evolução galáctica também estão em ação neste ambiente cósmico único."

Fonte compilada: ScitechDaily