Apesar da infinidade de distâncias cósmicas, as galáxias espalhadas pelo Universo não são ilhas isoladas de matéria. Desde o nascimento do Universo, fios de matéria escura e comum têm se estendido entre aglomerados de matéria, conectando tudo e todos em uma única rede da teia cósmica. Até agora, tais filamentos foram observados apenas perto de “lanternas universais” – quasares. Mas agora os cientistas têm uma ferramenta para detectar fios em qualquer lugar do Universo.
Reconstrução da teia cósmica no volume do espaço. Fonte da imagem: Caltech/R. Ferido/IPAC
O astrofísico Christopher Martin, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, desenvolveu uma técnica e uma ferramenta para criar imagens diretas da teia cósmica, mesmo nos cantos escuros do Universo, por exemplo, nos estágios iniciais de sua evolução, quando havia poucas estrelas e galáxias e, portanto, , havia pouca radiação que pudesse iluminar os fios da teia cósmica. Enquanto isso, esses fios se estendem do passado e se transformam, sendo condutores da matéria no Universo e instrumento de sua evolução.
Acredita-se que cerca de 60% do hidrogênio primordial criado após o Big Bang esteja concentrado nos fios da teia cósmica. Eles absorvem hidrogênio do meio intergaláctico e o transferem para as galáxias para estimular a formação de estrelas nelas. O mapeamento destas rotas dir-nos-á muito sobre a evolução do Universo no passado e permitir-nos-á modelar o seu desenvolvimento futuro. Mas para isso era necessário resolver um problema: os átomos frios de hidrogénio no meio intergaláctico são uma fonte de radiação extremamente fraca, que era quase impossível de registar com instrumentos na Terra.
Detecção sequencial da teia cósmica. Fonte da imagem: Astronomia da Natureza
Um pesquisador do Caltech fez simulações em 2019 e descobriu como poderia detectar a teia cósmica mesmo nos cantos mais escuros do Universo. A radiação de hidrogênio foi registrada ao longo da linha Lyman-alfa, e a radiação de fundo, que não permitiu a detecção do sinal útil, foi subtraída no processo de comparação de sinais de diferentes partes do céu. Na verdade, o somador atuou como um filtro para o sinal útil. Então, no telescópio com o nome. Keck Cosmic Web Imager (KCWI) apareceu no Havaí.
O aparelho leva em consideração o deslocamento da luz para a faixa vermelha do espectro, o que permite monitorar as mudanças na teia cósmica no tempo, e não apenas no espaço. Com base nas observações feitas, o cientista construiu um modelo 3D real da evolução da teia cósmica em uma região do espaço onde nunca havia sido iluminada por nada – no período de 12 a 10 bilhões de anos atrás. E esta é a decisão certa – começar a desvendar o emaranhado da evolução do Universo a partir do momento em que havia relativamente poucos fios.
«“Estamos muito satisfeitos”, disse um dos colegas do astrofísico no instituto, “que este novo instrumento nos ajudará a aprender sobre filamentos mais distantes e sobre a era da formação das primeiras estrelas e buracos negros”.