Superaglomerados cósmicos, as maiores estruturas do Universo, na verdade não existem
O superaglomerado Laniakea, contendo a Via Láctea (ponto vermelho), nos arredores do Aglomerado de Virgem (grande coleção branca perto da Via Láctea). Crédito da imagem: Tully, R. B., Courtois, H., Hoffman, Y & Pomarède, D. Nature 513, 71–73 (2014).
Você já deve ter ouvido falar de Laniakea, mas não conte que é real.
É a gravidade que molda a estrutura em grande escala do universo, embora seja a mais fraca das quatro categorias de forças. – Stephen Hawking
Nas maiores escalas, o Universo parece uma vasta teia cósmica. As estrelas se unem em galáxias, que estão agrupadas em grupos galácticos. Muitos grupos unidos levam a aglomerados de galáxias e, ocasionalmente, aglomerados se fundem, criando aglomerados ainda maiores. Muitos aglomerados juntos, abrangendo centenas de milhões ou mesmo bilhões de anos-luz de diâmetro, parecem formar as maiores estruturas de todas: superaglomerados. Nosso próprio superaglomerado, Laniakea, consiste em aproximadamente 100.000 galáxias, mais de 10 vezes mais ricas do que os maiores aglomerados conhecidos. No entanto, esses superaglomerados parecem ser apenas estruturas. À medida que o Universo envelhece, os componentes individuais dos superaglomerados estão sendo separados, mostrando que eles não são estruturas verdadeiras, afinal.
https://www.youtube.com/watch?v=VZhY3u3-oWA
Há uma receita simples para construir o Universo como o conhecemos hoje: pegue um mar de matéria e radiação que começa quente, denso e em expansão e dê tempo para esfriar. Em escalas de tempo suficientemente longas, núcleos atômicos, átomos neutros e, eventualmente, estrelas, galáxias e aglomerados de galáxias se formarão. A força irresistível da gravidade torna isso inevitável, graças aos seus efeitos tanto na matéria normal (atômica) que conhecemos quanto na matéria escura que preenche nosso Universo, cuja natureza ainda é desconhecida.
Com o tempo, as interações gravitacionais transformarão um universo uniforme e de igual densidade em um com grandes concentrações de matéria e enormes vazios separando-os. Crédito da imagem: Volker Springel.
Quando olhamos para o Universo – além de nossa galáxia para as maiores estruturas conhecidas além – essa imagem tem uma tremenda ceia. Pelo menos parece, à primeira vista. Embora muitas galáxias existam isoladas ou agrupadas em coleções de apenas algumas, também existem enormes poços gravitacionais no Universo, que atraíram centenas ou até milhares de galáxias, criando enormes aglomerados. Muitas vezes, há galáxias elípticas supermassivas no centro, com as mais massivas já descobertas mostradas abaixo: IC 1101, que é mais de mil vezes mais massiva que a nossa Via Láctea.
O aglomerado de galáxias gigante Abell 2029 e sua galáxia central, IC 1101. Crédito da imagem: Digitized Sky Survey / NASA.
Então, o que é maior do que um aglomerado de galáxias? Um superaglomerado, é claro. Superaglomerados são conjuntos de aglomerados conectados por grandes filamentos cósmicos de matéria escura e normal, cuja gravitação os atrai mutuamente em direção ao seu centro de massa comum. Você não estaria sozinho se pensasse que era apenas uma questão de tempo – tempo e gravidade, isto é – até que os aglomerados que compõem um superaglomerado se fundissem. Quando isso acontecer, diz o pensamento, você acabará criando uma única estrutura cósmica de massa incomparável.
Uma grande coleção de muitos milhares de galáxias compõe nossa vizinhança próxima dentro de 100.000.000 anos-luz. É dominado pelo Aglomerado de Virgem, mas muitas outras coleções em massa são abundantes. Crédito da imagem: usuário do Wikimedia Commons Andrew Z. Colvin.
Em nosso próprio bairro, o grupo local, formado por Andrômeda, Via Láctea, Triângulo e talvez 50 galáxias anãs menores, fica nos arredores do superaglomerado Laniakea. Nossa localização nos coloca a cerca de 50.000.000 anos-luz de distância da principal fonte de massa em nosso Universo próximo: o maciço Aglomerado de Virgem, que contém mais de mil galáxias do tamanho da Via Láctea. Ao longo do caminho, muitas outras galáxias, grupos de galáxias e aglomerados menores podem ser encontrados.
Em escalas ainda maiores, o aglomerado de Virgem é apenas um dos muitos na porção do Universo que mapeamos, junto com os dois próximos mais próximos: o aglomerado Centaurus e o aglomerado Perseu-Peixes. Onde as galáxias estão mais concentradas representam os maiores aglomerados de massa; onde as linhas as ligam, ao longo de filamentos, encontramos cordões de galáxias, como pérolas muito finas num colar; e nas grandes bolhas entre os filamentos, encontramos enormes subdensidades de matéria, pois essas regiões cederam sua massa para as mais densas.
As maiores superdensidades (em vermelho) e subdensidades (em preto) surgiram à medida que pequenas diferenças gravitacionais no Universo primitivo evoluíram ao longo de bilhões de anos. Crédito da imagem: Helene M. Courtois, Daniel Pomarede, R. Brent Tully, Yehuda Hoffman, Denis Courtois, de Cosmography of the Local Universe (2013).
Se dermos uma olhada em nosso próprio bairro, descobriremos que há uma grande coleção de mais de 3.000 galáxias que compõe a estrutura em grande escala que inclui nós mesmos, Virgem, Leão e muitos outros grupos ao redor. O denso aglomerado de Virgem é a maior parte dele, com pouco mais de um terço da massa total, mas há muitas outras concentrações de massa dentro dele, incluindo nosso próprio grupo local (mostrado em azul, abaixo), conectados entre si. pela força invisível da gravidade e pelos filamentos invisíveis da matéria escura.
As galáxias identificadas mostradas aqui, circuladas e representadas por pontos brancos, compõem o que foi apelidado de Superaglomerado Laniakea. Crédito da imagem: R. Brent Tully (U. Hawaii) et al., SDvision, DP, CEA/Saclay.
Chamamos esse superaglomerado de Laniakea, a palavra havaiana para imenso céu. Ele liga nosso próprio aglomerado maciço, Centaurus, o Grande Atrator e muitos outros, e contém mais de 100.000 galáxias no total. Além disso, é um belo nome, uma bela ideia e uma bela coleção de galáxias que nos inclui. Mas há um problema não apenas com Laniakea, mas com a ideia de um superaglomerado em geral: não é real.
Delineadas em azul claro, coleções gigantes de galáxias podem ser divididas em superaglomerados. Mas essa classificação não torna os superaglomerados reais. Crédito da imagem: O superaglomerado de galáxias Laniakea R. Brent Tully, Hélène Courtois, Yehuda Hoffman & Daniel Pomarède, Nature 513, 71–73 (04 de setembro de 2014).
Nosso Universo não é apenas os efeitos combinados de uma expansão inicial junto com a força atrativa e contrária da gravitação. Além disso, há também a energia escura, ou a energia intrínseca ao próprio espaço, que faz com que a recessão de galáxias distantes acelere, ou acelere, com o passar do tempo. A luta entre a atração gravitacional (que une massas distantes) e a expansão do Universo (dominado pela energia escura) teve seu fim determinado há cerca de seis bilhões de anos, quando a energia escura se tornou o fator dominante em nosso Universo. Nesse ponto, quaisquer objetos que já não estivessem gravitacionalmente ligados um ao outro – onde a gravitação não havia superado a expansão do Universo – nunca se tornariam.
O que costumávamos identificar como superaglomerados foi substituído por estruturas ainda maiores como Laniakea. Mas, ao contrário do que pensávamos, eles não são estruturas, pois são gravitacionalmente desvinculados. Crédito da imagem: Richard Powell de http://www.atlasoftheuniverse.com/nearsc.html , sob C.C.-by-S.A.-2.5.
Isso significa que todos os superaglomerados identificados são desvinculados uns dos outros, mas, pior ainda, significa que os grupos e aglomerados individuais que conhecemos dentro de um superaglomerado como o nosso são, na maioria das vezes, desvinculados uns dos outros também. Isso significa que nunca nos fundiremos com o aglomerado de Virgem; significa que nunca nos fundiremos com o grupo Leo, o grupo N96 ou praticamente qualquer coisa fora do nosso grupo local. Isso significa que, exceto pelos poucos grupos ou aglomerados que já estavam gravitacionalmente ligados uns aos outros bilhões de anos atrás, nenhum novo jamais se tornará assim. O que está vinculado hoje é tudo o que será unido no futuro.
Aglomerados de galáxias, como Abell 1689, são as maiores estruturas ligadas no Universo. Outras coleções maiores não são estruturas reais, mas apenas alinhamentos temporários que desaparecerão com o tempo. Crédito da imagem: NASA, ESA, E. Jullo (Jet Propulsion Laboratory), P. Natarajan (Yale University) e J.-P. Kneib (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, CNRS, França).
Agrupamentos? sim.
Grupos, galáxias e estruturas menores? Absolutamente.
Mas superaglomerados? Eles são apenas invenções visuais de nossa imaginação.
Não são estruturas reais. Eles não estão unidos, e nunca se tornarão assim. A ideia de um superaglomerado e o nome do nosso, Laniakea, persistirão por muito tempo. Mas só porque o nomeamos não o torna real. Daqui a bilhões de anos, todos os diferentes componentes estarão simplesmente espalhados cada vez mais distantes uns dos outros, e no futuro mais distante de nossas imaginações, eles desaparecerão de nossa visão e alcançarão inteiramente. Tudo pelo simples fato de que os superaglomerados, apesar de seus nomes, não são estruturas, mas apenas configurações temporárias destinadas a serem dilaceradas pela expansão do Universo.
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