As maiores estruturas que existem no Universo

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Imagem: NASA, ESA, Hubble
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Pensar em termos de dimensões, como comprimento, tamanho e volume, geralmente faz nossas ideias serem restritas aos eventos corriqueiros do nosso dia a dia. Quando pensamos em distâncias, por exemplo, associamos a ir da nossa casa à padaria, do nosso trabalho ao mercado, de uma cidade a outra e, quando muito, pensamos na distância entre estados, países, continentes etc.

Dimensões astronômicas são impressionantes. Pensando ainda em escalas locais, nossa casa, o planeta Terra, tem um diâmetro de 12.742 km na Linha do Equador. Não parece muito, eu sei, mas isso é cerca de 11 vezes menor do que o diâmetro do maior planeta do Sistema Solar, Júpiter. Por sua vez, mil planetas iguais a Júpiter caberiam com folga dentro do Sol.

Cerca de 1000 planetas iguais a Júpiter caberiam no Sol.Cerca de mil planetas iguais a Júpiter caberiam dentro do Sol.Fonte:  Mark A. Garlick 

Distante 150 milhões de quilômetros de nós, o Sol ocupa cerca de 99,8% de toda a massa do Sistema Solar. Porém, não é uma estrela grandiosa no universo. Muito pelo contrário, o Sol é considerado uma típica estrela anã amarela.

Não se destaca em tamanho nem em brilho quando comparada ao restante das estrelas da Via Láctea. E nem a nossa galáxia, com seus 100 mil anos-luz de diâmetro e mais de 100 bilhões de estrelas, ocupa uma posição de destaque. Na verdade, a Via Láctea também é uma galáxia espiral típica, sem características específicas especiais que a coloquem nos primeiros lugares de algum pódio.

Representação artística da Via LácteaRepresentação artística da Via Láctea.Fonte:  Universe Today 

Para falar sobre titãs cósmicos, falamos em aglomerados de galáxias. Os aglomerados de galáxias são as maiores estruturas ligadas gravitacionalmente do universo e, segundo o Modelo Cosmológico Padrão (que descreve o comportamento e as propriedades do Universo tal qual conhecemos), são também as estruturas mais novas a se formar.

Observados pelo menos desde o século XVIII — quando ainda não se sabia se as galáxias estavam dentro ou fora da Via Láctea — por astrônomos como William Herschel (1738-1822) e Charles Messier (1730-1817), os aglomerados de galáxias são conjuntos de centenas a milhares de galáxias constituídos também por um gás extremamente quente (possível de ser detectado somente com observações em raios X) e pela desconhecida matéria escura.

Embora não possa ser observada diretamente, a matéria escura pode ter sua distribuição inferida por meio de técnicas específicas, como a do lenteamento gravitacional.

Aglomerado de galáxias Abell 1689. Galáxias no espectro visível (à esquerda), gás quente observado em raios-X (ao centro) e distribuição de matéria escura inferida por lenteamento gravitacional (à direita).Aglomerado de galáxias Abell 1689. Galáxias no espectro visível (à esquerda), gás quente observado em raios X (ao centro) e distribuição de matéria escura inferida por lenteamento gravitacional (à direita).Fonte:  NASA/Hubble 

Dentre toda a massa de um aglomerado de galáxias, cerca de 80% correspondem à massa da matéria escura. Da parte referente à matéria comum (chamada de matéria bariônica, aquela que compõe eu, você, os cachorrinhos, os planetas e tudo mais que é feito de átomos e partículas ordinárias), cerca de 15% estão na forma do gás quente.

Apenas 5% da massa de um aglomerado de galáxias correspondem, de fato, às galáxias. Isso é equivalente a dizer que, das maiores estruturas do universo, desconhecemos por completo cerca de 80% da sua natureza, restringindo-nos a tentar entender apenas aquilo que conseguimos ver por meio da luz.

Essas estruturas compreendem regiões no espaço que têm tamanhos típicos de 6,5 milhões de anos-luz. Isso significa que, se uma pessoa quisesse viajar à velocidade da luz por um único aglomerado de galáxias em uma nave espacial, ela levaria não menos do que 6,5 milhões de anos para ir de uma ponta a outra. Parece pouco tempo? Na Terra, 6,5 milhões de anos atrás, o homo sapiens nem sequer sonhava em existir, e as primeiras espécies humanas estavam ainda ensaiando a separação dos chimpanzés e dos bonobos.

Aglomerado de galáxias Abell S1063Aglomerado de galáxias Abell S1063.Fonte:  NASA, ESA, Jennifer Lotz (STScI) 

Para entender o comportamento geral do Cosmos, é importante saber qual é o seu conteúdo de matéria. Por serem extremamente grandes e massivos, os aglomerados de galáxias são as melhores estruturas representativas para se entender quanto de massa há no universo.

Isso faz esses sistemas serem grandes janelas cósmicas, estruturas extremamente importantes para lançar luz na história do universo, possibilitando ler o seu passado, entender seu presente e prever o seu futuro.

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Nícolas Oliveira, colunista do TecMundo, é licenciado em Física e mestre em Astrofísica. É doutorando no Observatório Nacional, onde pesquisa estrelas órfãs em aglomerados de galáxias. Tem experiência com Ensino de Física e Astronomia, com pesquisa em Astrofísica Extragaláctica e Cosmologia. Atua como divulgador e comunicador científico, buscando a popularização e a democratização da ciência.

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