this story appeared in the June 2020 issue as ” A Universe of Galaxies.”Assine para descobrir a revista para mais histórias como esta.na noite de Out. 4 de 1923, perto de Los Angeles, um jovem astrônomo entrou em seu carro e começou uma caminhada motorizada até o Monte Wilson. Lá, ele chegou ao observatório que abrigava o telescópio Hooker de 100 polegadas, na época o maior telescópio do mundo., Edwin Hubble foi um astrônomo do quarto ano do Monte Wilson; ele gostava de usar o telescópio Hooker porque estava interessado, entre outras coisas, em estudar nebulosas espirais.”Estas misteriosas nuvens de gás foram espalhadas pelo céu, e ninguém compreendeu a sua natureza. Nos primeiros dias da década de 1920, Hubble tinha atribuído a si mesmo a tarefa de descobri-los.
he pointed The great telescope toward his favorite object: the nebula in Andromeda, M31. Esta nuvem em forma de espiral é vagamente visível a olho nu sob um céu claro e sem lua., Ele então capturou sua imagem em uma placa fotográfica. Hubble ficou animado com o resultado. Nele, ele encontrou uma nova suspeita, uma estrela explosiva. Na noite seguinte, ele fotografou M31 novamente, na esperança de pegar a nova e gravá-la sob melhor estabilidade atmosférica. A segunda placa registrou realmente a nova, mas pouco sabia, ele também tinha capturado uma placa que se tornaria lendária na história da ciência.,
His observing time over, he returned to his office to analyze the catch. De repente, Hubble fez uma constatação surpreendente: a nova não era uma nova de todo, mas um tipo particular de estrela que mudou seu brilho, uma variável cefeida. Verificando pratos anteriores, ele foi capaz de confirmar isso, e ele percebeu que o desmaio da estrela tinha implicações incríveis.,
A estrela, e a nebulosa que a abrangeu, deve estar a uma distância de um milhão de anos-luz-três vezes maior do que qualquer um na época acreditava que o tamanho de todo o universo era. Hoje, graças à melhoria das medições, os astrônomos sabem que o objeto está a 2,5 milhões de anos-luz de distância.
auxiliado em parte pelo trabalho anterior feito por Vesto M. Slipher e por seu próprio colega, Milton Humason, Hubble havia descoberto de uma vez que o universo era muito maior do que qualquer um tinha acreditado, e que nebulosas espirais como Andrômeda eram galáxias distantes., Eram sistemas inteiros de estrelas e gás, separados da nossa Via Láctea por uma longa caminhada.
no Observatório Lowell do Arizona, já em 1912, Slipher havia registrado as velocidades aparentes de nebulosas espirais e, com o trabalho agora feito por Hubble, era claro que o universo estava se expandindo — as galáxias estavam voando separadas umas das outras ao longo do tempo. O universo não só era muito maior do que alguém havia acreditado anteriormente, mas estava crescendo com o passar do tempo.,
em 1929, astrônomos colocaram uma imagem cósmica do passado juntos., Se você rastreou as histórias de muitas das galáxias para trás no tempo, isso significava que o cosmos começou com um ponto pequeno, infinitamente denso em sua origem. Esta pesquisa foi uma extensão do trabalho originalmente feito pelo astrônomo belga Georges Lemaître. Os astrônomos entenderam este ponto cósmico de origem, mais tarde chamado de Big Bang, como o início do universo, e, calcularam, ele deve ter ocorrido bilhões de anos atrás. O Big Bang tinha começado a expansão que estava a afastar todas as galáxias umas das outras à medida que o tempo avançava. Todo o universo parecia estar a afastar-se.,
na década de 1930, Hubble começou a estudar e classificar galáxias em seus vários tipos morfológicos, o conjunto de estruturas que astrônomos viram em fotografias. Ele eventualmente reuniu os tipos de galáxias que ele observou em um diagrama em forma de diapasão. Continha galáxias espirais, galáxias espirais Barradas contendo uma “barra” linear de material que passava através de seus centros-galáxias lenticulares (em forma de lente), e galáxias elípticas. Ele também identificou galáxias irregulares, nuvens de estrelas e gás que não tinham uma forma organizada., Mais tarde, os astrônomos identificariam galáxias peculiares, sistemas que aparentavam ser destruídos por eventos explosivos ou disruptivos. Eles também identificaram uma classe de galáxias chamada esferoidais anãs, que parecia ser numerosa no universo local.
na década de 1950, o astrônomo francês Gérard de Vaucouleurs da Universidade do Texas expandiu o esquema de classificação de Hubble em um sistema mais complexo que levou em conta muitas propriedades observadas de galáxias., De Vaucouleurs produziu um enredo pseudo-tridimensional mostrando as relações das galáxias, apelidado de “limão cósmico” devido à sua forma. De Vaucouleurs incluiu detalhes sobre barras em galáxias, descrições de anéis de matéria visível neles, e uma avaliação de quão vagamente ou firmemente os braços espirais de uma galáxia foram feridos. He also included evaluative details about the nature of irregular and peculiar galaxies.
A última geração de Astronomia extragaláctica mudou-se para análises muito mais sofisticadas do que catalogação., Usando o Telescópio Espacial Hubble, os astrônomos estimaram que cerca de 100 bilhões de galáxias devem existir no cosmos. E o número pode ser muito maior do que isso. Provavelmente existiam cerca de 2 trilhões de galáxias no início do universo, mas parece claro que as galáxias próximas umas das outras são atraídas pela gravidade e se combinam ao longo do tempo cósmico. Apesar da expansão universal, então, galáxias normais como a Via Láctea são provavelmente feitas de dezenas ou mais protogalaxias que se fundiram em sistemas maiores., Você pode ver essas bolhas primitivas de matéria, protogalaxias azuladas, no universo inicial dentro do Hubble Ultra Deep Field pictures.
a Nossa Própria Galáxia
como os astrônomos têm estudado um maior número de galáxias ao longo das últimas décadas, eles descobriram muitas coisas, mas uma que é impossível de ignorar é que o universo é incrivelmente grande. Se você olhar para uma galáxia no olho do seu telescópio esta noite, os fotões que atingem o seu olho têm viajado na velocidade mais rápida que há — 186.000 milhas por segundo (300.000 quilômetros por segundo). No entanto, levaram 2,5 milhões de anos a essa velocidade para chegar até nós a partir da galáxia de Andrómeda., E esse objeto está quase na nossa porta cósmica. Claro que o conhecimento da nossa própria galáxia, num sentido primitivo, remonta à antiguidade. O nome Via Láctea vem do latim via lactea, que deriva da ideia original, o termo grego, galaxías kýklos, “círculo leitoso”.”A faixa da Via Láctea visível em nosso céu, mais proeminente nas noites de verão e inverno, é a luz não resolvida de bilhões de estrelas que se encontram ao longo do plano de nossa galáxia., mas só nas últimas décadas é que percebemos que a Via Láctea é uma das 100 mil milhões de galáxias do universo, e que o seu disco se estende por cerca de 100 mil anos-luz. Contém cerca de 400 mil milhões de estrelas, embora não saibamos exatamente quantas, porque as estrelas anãs são fracas e difíceis de ver a longas distâncias. Durante décadas, os astrônomos acreditavam que a Via Láctea era uma galáxia espiral simples., Mas estudos neste século mostraram que a Via Láctea é uma espiral barrada, e que nosso Sol e sistema solar estão a cerca de 26.000 anos-luz do centro, em um dos braços da galáxia.
A Via Láctea consiste de um disco brilhante, um platter de estrelas e gás que gira lentamente que contém a maioria das estrelas que vemos. Nosso Sol orbita o centro da galáxia uma vez a cada 220 milhões de anos, o que significa que nós giramos em torno do centro galáctico cerca de 20 vezes desde a formação do sistema solar. Muito longe, no centro da galáxia, encontra-se um buraco negro supermassivo contendo cerca de 4.,3 milhões de vezes mais massa que o sol. Nos últimos tempos, astrônomos descobriram que buracos negros supermassivos nos centros das galáxias são a norma. Quase todas as galáxias, excepto as anãs, têm-nas. o disco da galáxia é encapsulado por um halo de um pequeno número de estrelas, juntamente com enormes esferas de estrelas antigas chamadas aglomerados de estrelas globulares, e um grande envelope de matéria escura. Os astrónomos ainda não sabem em que consiste a matéria negra, mas sabem que ela está lá por causa da influência gravitacional que tem na matéria visível que podem observar.,
O Grupo Local
a Via Láctea dificilmente está sozinha no cosmos. Pertence a um grupo de pelo menos 54 objetos chamados de Grupo Local de galáxias, um nome que Hubble deu a esta nuvem local de objetos enquanto mapeava o cosmos próximo. Os principais membros do Grupo Local são a Via Láctea, a galáxia de Andrômeda e a galáxia de Pinwheel (M33). Mas cada uma destas três grandes espirais tem uma nuvem de galáxias associadas, também., Os satélites da Via Láctea incluem as grandes e pequenas nuvens de Magalhães, visíveis a olho nu no Hemisfério Sul, e muitas galáxias anãs. O diâmetro do grupo Local é de cerca de 10 milhões de anos-luz, cerca de 100 vezes o diâmetro da Via Láctea.
e movendo-se para fora para o universo mais profundo, encontramos mais exemplos dessas 100 bilhões de galáxias. Estas majestosas ilhas de estrelas e gás existem em grupos, como o nosso grupo Local, mas também em conjuntos maiores chamados aglomerados e muito grandes chamados superaglomerados., Apesar da expansão geral do universo, o que significa que a maioria das galáxias estão se afastando umas das outras à medida que o cosmos cresce, a gravidade mantém um número menor de galáxias ligadas umas às outras em suas viagens. Nosso grupo Local, por exemplo, é um membro do chamado aglomerado de Virgem de galáxias, chamado assim porque seu centro ricamente povoado está na constelação de Virgem em nosso céu. o aglomerado de Virgem contém pelo menos 1.500 galáxias e está centrado a cerca de 54 milhões de anos-luz da Terra., Você pode ver algumas das galáxias mais brilhantes perto do núcleo do aglomerado de Virgem em telescópios amadores, em uma matriz chamada cadeia de Markarian. Esta linha de galáxias contém galáxias elípticas supermassivas como M84 e M86, e uma variedade de galáxias espirais, também. Para astrônomos de quintal, este parque infantil de tipos de galáxias é uma das áreas realmente fascinantes do céu, e é melhor visível em noites de primavera sob condições claras e sem lua.
A maioria das galáxias do aglomerado de Virgem contém buracos negros supermassivos em seus centros. O M87 é um bom exemplo., Enquanto o buraco negro central da Via Láctea pesa 4,3 milhões de massas solares, o colossal buraco negro dentro do M87 contém uma massa estimada de 5 bilhões a 7 bilhões de sóis, cerca de 1000 vezes mais massivo que o nosso. M87 é uma das maiores galáxias em nossa parte do universo — é uma chamada galáxia cD, abreviatura de centralmente dominante-e tem “comido” muitas das galáxias menores que uma vez o cercaram. Isso é o que as galáxias massivas fazem — elas consomem seus parceiros de bairro.,
superaglomerados
um aglomerado contendo 1.500 galáxias é uma coisa, mas Conjuntos muito maiores de galáxias também existem. O aglomerado de Virgem em si é um membro do chamado Superaglomerado de Virgem, que detém milhares de galáxias em uma escala de uma ordem de magnitude maior ainda. O Superaglomerado de Virgem contém a nossa Via Láctea, o Grupo Local, O aglomerado de Virgem, e ao todo cerca de 100 grupos e aglomerados de galáxias., Esta estrutura incrivelmente grande estende-se por cerca de 110 milhões de anos-luz, e é um dos cerca de 10 milhões de superaglomerados que compõem todo o cosmos.
apesar do grande número de galáxias existentes no Superaglomerado de Virgem, os astrônomos agora sabem que a maioria do espaço neste volume é essencialmente vazio. Os diâmetros destes grandes vazios variam de dezenas a centenas de milhões de anos-luz. Cadeias filamentosas de galáxias percorrem o seu caminho em torno dos espaços escuros e vazios., Em grandes escalas, galáxias em aglomerados e superaglomerados são como bolhas de sabão, com galáxias cobrindo as superfícies e vazios no meio.
até o final da década de 1980, astrônomos identificaram a grande parede, uma folha de galáxias medindo 500 milhões de anos-luz de diâmetro. Mais recentemente, o Sloan Digital Sky Survey descobriu a grande parede Sloan, uma reunião de galáxias com pelo menos o dobro do tamanho da grande parede, que cobre uma longa dimensão de cerca de 1,4 bilhões de anos-luz., à medida que os astrônomos descobriram galáxias cada vez mais distantes, eles descobriram que uma grande massa parecia estar se movendo no universo local, puxando-nos na direção das constelações do Sul, Triangulum Australe e Norma. Chamado O Grande Atractor, esta anomalia, a cerca de 200 milhões de anos-luz de distância, intrigou os astrónomos. Eles eventualmente descobriram que uma massa ainda maior naquela direção estava nos puxando. Esta estrutura mamute, chamada de Superaglomerado de Shapley, está a 650 milhões de anos-luz de distância e contém a maior concentração de galáxias na nossa parte local do cosmos.,
a imagem grande
também ocorreram descobertas surpreendentes adicionais., Em 2014, os astrônomos identificaram um novo superaglomerado baseado nos movimentos relativos das galáxias analisadas de uma forma mais sofisticada do que nunca. Os astrônomos da Universidade de Hawai’I concluíram que o Superaglomerado Laniakea existe, e o nomeou em homenagem à palavra havaiana para “imenso céu”.”
Laniakea, que também é às vezes chamado de Superaglomerado Local, contém cerca de 100.000 galáxias, incluindo o Grupo Local e a Via Láctea. Este aglomerado massivo e todos os seus membros estão viajando juntos pelo espaço, mas nem todas as galáxias dentro dele estão gravitacionalmente ligadas., Alguns vão separar-se do resto do aglomerado à medida que o tempo passa. o Superaglomerado de Laniakea tem quatro componentes principais: o Superaglomerado de Virgem, o Superaglomerado de Hidra-Centaurus, o Superaglomerado Pavo-Indus e o Superaglomerado do Sul.
Ao todo, Laniakea contém cerca de 500 aglomerados e grupos de galáxias. E ao redor de Laniakea no universo local estão outros superaglomerados da galáxia – o Superaglomerado Shapley, o Superaglomerado Hercules, o Superaglomerado Coma, e o Superaglomerado Perseus-Pisces., Cada uma dessas estruturas contém centenas de aglomerados de galáxias e estão ligadas pela teia de estrutura cósmica. a partir da década de 1980, astrônomos encontraram evidências de estruturas ainda maiores que superaglomerados. No início, objetos agora chamados grandes grupos Quasar (LQG) confundiram astrônomos.em 1982, o astrônomo escocês Adrian Webster descobriu o que se tornaria conhecido como o grande grupo Quasar de Webster, uma coleção de cinco quasares, ou alimentando ativamente buracos negros, estendendo-se por mais de 330 milhões de anos-luz. Agora, quase duas dúzias de LQGs são conhecidos., Uma estrutura conhecida como LQG enorme contém 73 quasares sobre um diâmetro de cerca de 4 bilhões de anos-luz. Esta estrutura maciça, descartada por alguns astrônomos, pode manter o título como a maior coleção de matéria relacionada no cosmos. na verdade, o universo é tão grande que é difícil de compreender. Por um lado, a enormidade do universo faz-nos sentir pequenos. As nossas breves vidas acontecem tão rapidamente, e piscamos os olhos, quase sem saber do incrivelmente grande cosmos à nossa volta., Mas o facto de sermos sencientes, de podermos ponderar as estrelas e galáxias longe de nós, torna a vida no universo uma coisa verdadeiramente incrível. E estamos começando a conhecer o imenso mundo das galáxias.
David J. Eicher é o editor de Astronomia. Seu livro de 2020, Galaxies: Inside The Universe’s Star Cities, is available from My Science Shop.
