Usando simulações computacionais, astrônomos encontram uma folha de matéria escura em torno da Via Láctea que explica dinâmica do Grupo Local.
A Via Láctea faz parte de um grupo de galáxias que leva o nome de Grupo Local. O Grupo Local não é um aglomerado de galáxias porque possui apenas algumas dezenas de galáxias ligadas gravitacionalmente. Ele é dominado pela Via Láctea e por Andrômeda, que dominam a dinâmica dinâmica desse grupo. No entanto, as observações das posições e velocidades mostram que essas trajetórias não podem ser explicadas apenas pela matéria visível.
Hoje, sabemos que galáxias e aglomerados estão dentro de halos de matéria escura, que fornecem o potencial gravitacional responsável pela estabilidade dinâmica desses sistemas. Em outras palavras, a matéria escura funciona como uma espécie de cola que determina o movimento desses objetos. Em escalas maiores, esses halos não são isolados, mas conectados por estruturas da teia cósmica, como filamentos e folhas, nas quais a matéria escura se organiza.
Resultados recentes mostram que o Grupo Local está inserido em uma estrutura plana de matéria escura que foi descrita pelos pesquisadores como uma folha em larga escala. Essa configuração foi obtida a partir da combinação de simulações numéricas e dados observacionais de posições e velocidades de galáxias vizinhas. Com isso, os pesquisadores reproduziram como é a dinâmica no entorno da Via Láctea e forneceram uma explicação para os padrões de movimento do Grupo Local.
Grupo Local
O Grupo Local é um conjunto de dezenas de galáxias que estão gravitacionalmente interligadas e ocupam uma região de alguns milhões de anos-luz no Universo próximo. Ele é composto por mais de cinquenta galáxias conhecidas, distribuídas entre dois sistemas dominantes determinados pela Via Láctea e Andrômeda. A maior parte da massa visível do Grupo Local está concentrada nessas galáxias espirais, que servem como pilares centros em torno dos quais outras galáxias menores estão organizadas.
Além das galáxias principais, o Grupo Local abriga galáxias satélites que são, na sua maioria, galáxias anãs com morfologias irregulares ou de baixo brilho superficial. Essas galáxias satélites orbitam principalmente a Via Láctea e Andrômeda e apresentam diferentes massas, histórias de formação estelar e composição. Com esse conjunto, o Grupo Local possui uma dinâmica complexa que é estudada por astrônomos.
Dinâmica de aglomerados
A dinâmica do Grupo Local é considerada complexa porque é governada por interações gravitacionais não lineares, nas quais a matéria escura desempenha o papel dominante. Halos de matéria escura associados a cada galáxia se sobrepõem e interagem, gerando potenciais gravitacionais que controlam órbitas, marés e processos de acreção. Como a maior parte da massa não é visível, a dinâmica observada é uma medida indireta da distribuição de matéria escura.
Outro ponto é que esses sistemas são chamados de problema de muitos corpos ou problema de N corpos, no qual soluções analíticas são inviáveis. Resolver as equações que descrevem esses sistemas só é possível por meio de simulações numéricas. Essas equações resolvem a interação entre centenas de milhares ou milhões de partículas representando matéria escura, gás e estrelas.
Entendendo o Grupo Local
Com isso, um grupo de astrônomos realizou simulações computacionais para estudar a dinâmica do Grupo Local. Essas simulações foram realizadas considerando o modelo padrão partindo das condições iniciais do Universo jovem como, por exemplo, a distribuição de massa calculada a partir da radiação cósmica de fundo. Esses modelos foram evoluídos até reproduzir o estado atual do ambiente local, ajustando as massas, posições e velocidades dos objetos.
Com isso, um dos resultados foi que o Grupo Local está imerso em uma grande folha de matéria escura. Isso explica o motivo de muitas galáxias vizinhas acabarem se afastando mesmo na presença de um sistema tão massivo que dominaria pela gravidade. A atração gravitacional do Grupo Local é parcialmente compensada pela distribuição de massa ao longo dessa estrutura plana. Além disso, regiões onde seria esperado fluxo de matéria em direção ao Grupo Local correspondem a vazios com poucas ou nenhuma galáxia.
Matéria escura
A identificação de uma folha de matéria escura envolvendo o Grupo Local fornece uma nova restrição observacional sobre como a matéria escura se organiza. Ao conectar a distribuição de matéria escura às velocidades e posições de galáxias próximas, esse resultado permite testar o próprio modelo cosmológico assim como propriedades da matéria escura. Estruturas planares desse tipo surgem naturalmente em simulações de matéria escura fria, e sua confirmação observacional fortalece esse cenário.
Além disso, a descoberta esclarece o papel da matéria escura na formação e evolução de estruturas cósmicas, mostrando que ela não apenas sustenta galáxias individualmente, mas também regula a dinâmica grupos inteiros. A presença dessa folha influencia fluxos de matéria, a distribuição de vazios e o acoplamento gravitacional entre sistemas vizinhos. Isso pode ajudar a explicar até mesmo alguns desvios encontrados como a tensão de Hubble.
Referência da notícia
Wempe et al. 2026 The mass distribution in and around the Local Group Nature Astronomy
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