Pesquisadores realizam estudo abrangente do aglomerado de galáxias em fusão MACS J0417.5-1154

As imagens combinadas V, RC e I do aglomerado de galáxias em fusão MACS0417 observadas com a SuprimeCam montada no telescópio Subaru. Crédito: Pandge et al., 2018.

Uma equipe internacional de cientistas realizou um estudo abrangente de vários comprimentos de onda de um dos aglomerados de galáxias em fusão conhecido como MACS J0417.5-1154. A pesquisa, disponível em um artigo publicado em 1 de novembro na arXiv.org, fornece novos insights sobre a natureza desse cluster peculiar.

Os aglomerados de galáxias geralmente são formados como resultado de fusões e crescem pela agregação de sub-clusters. Esses processos fornecem uma excelente oportunidade para estudar matéria em condições que não podem ser exploradas em laboratórios da Terra. Em particular, a fusão de aglomerados de galáxias poderia nos ajudar a entender melhor a física das frentes de choque e frio observadas em meio difuso intra-cluster, a aceleração dos raios cósmicos em aglomerados e as propriedades de auto-interação da matéria escura.

Com um desvio para o vermelho de 0,44, o MACS J0417.5-1154 (abreviado para MACS0417) é um complexo de fusão de galáxias que hospeda um halo de rádio de escala megaparsal de espectro íngreme. Pertence à classe dissociativa de fusões, onde uma de suas subestruturas teve seu conteúdo de gás separado após a passagem pericêntrica.

Recentemente, um grupo de pesquisadores liderado por Mahadev Pandge, da Dayanand Science College, na Índia, decidiu conduzir uma análise de vários comprimentos de onda MACS0417. Os cientistas analisaram dados ópticos do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA e do telescópio Subaru no Havaí, bem como dados de raios-X obtidos com o observatório de raios X Chandra da NASA. O estudo também inclui dados de rádio adquiridos pelo Radiotelescópio Gigante Metrewave (GMRT) na Índia e observações com o Observatório Submilimétrico Caltech de 10.4m no Havaí a 2,1 mm de comprimento de onda.

"Neste artigo, apresentamos uma análise detalhada do MACS0417 com múltiplos comprimentos de onda combinando as observações de raios X Chandra existentes com as observações de arquivamento óptico do Subaru e Hubble Space Telescope", escreveram os pesquisadores no documento.

O estudo descobriu que o MACS0417 é um sistema muito massivo, consistindo de um cluster principal e um subcluster, com uma massa estimada de cerca de 1,38 quatrilhão de massas solares . Calculou-se que a massa do aglomerado principal era de aproximadamente 1,15 quadrilhões de massas solares, enquanto o subcluster era cerca de seis vezes menos massivo (196 trilhões de massas solares).

As imagens ópticas MACS0417 permitiram que os pesquisadores investigassem sua primeira galáxia mais brilhante (BCG). Eles descobriram que ele apresenta uma subestrutura filamentar interessante, que é atípica para BCGs normais. Isso também pode ser indicativo de uma fusão em andamento.

Os cientistas sublinharam que o MACS0417 é classificado como uma fusão dissociativa devido ao fato de seu cluster principal ter retido conteúdo gasoso. No entanto, o estudo mostra que o subcluster parece ter seu conteúdo de gás interrompido devido à fusão.

Além disso, a pesquisa identificou uma borda de brilho de superfície em MACS0417, perto da localização do halo de rádio. A borda está localizada na direção leste-sul, a aproximadamente 831.000 anos-luz do centro do agrupamento . Os pesquisadores notaram que essa borda de emissão afiada é uma frente fria.

"A estrutura geral, o perfil de brilho da superfície, a temperatura e os valores de abundância de metal apontam para a presença de uma frente de resfriamento induzida neste sistema", diz o documento.

As descobertas permitiram que a equipe classificasse o MACS0417 como um dos excepcionalmente raros clusters de cool-core que hospedam um halo de rádio com espectro ultra-alto.

Fonte: phys.org