Um mega-enxame de galáxias em formação

Composição de dados em raios-X e no visível dos enxames de galáxias Abell 1758.

Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/G. Schellenberger et al.; ótico - SDSS

Astrónomos que usam dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA e de outros telescópios reuniram um mapa detalhado de uma rara colisão entre quatro enxames de galáxias. Eventualmente, todos os quatro enxames - cada com uma massa de pelo menos várias centenas de biliões de vezes a massa do Sol - se vão fundir para formar um dos objetos mais massivos do Universo.

Os enxames galácticos são as maiores estruturas do cosmos mantidas juntas pela gravidade. Os enxames consistem de centenas ou mesmo milhares de galáxias embebidas em gás quente e contêm uma quantidade ainda maior de matéria escura invisível. Às vezes, dois enxames de galáxias colidem, como no caso do Enxame da Bala, e ocasionalmente mais de dois colidem ao mesmo tempo.

As novas observações mostram uma megaestrutura sendo montada num sistema chamado Abell 1758, localizado a cerca de 3 mil milhões de anos-luz da Terra. Contém dois pares de enxames galácticos em colisão que se estão a aproximar. Os cientistas reconheceram Abell 1758 pela primeira vez como um enxame quádruplo de galáxias em 2004 usando dados do Chandra e do XMM-Newton, um satélite operado pela ESA.

Composição, legendada, de dados em raios-X e no visível dos enxames de galáxias Abell 1758. Crédito: raios-X - NASA/CXC/SAO/G. Schellenberger et al.; ótico - SDSS

Cada par no sistema contém dois aglomerados galácticos que estão já em fusão. No par norte (topo) da imagem, os centros de cada enxame já passaram um pelo outro, há cerca de 300 a 400 milhões de anos, e eventualmente voltarão a aproximar-se. O segundo par, na parte inferior da imagem, possui dois grupos que estão perto de se aproximar pela primeira vez.

Os raios-X do Chandra são vistos em azul e branco, representando emissão difusa mais fraca e mais brilhante, respetivamente. Esta nova composição também inclui uma imagem ótica do SDSS (Sloan Digital Sky Survey). Os dados do Chandra revelaram, pela primeira vez, uma onda de choque - semelhante ao boom sónico de um avião supersónico - em gás quente visível com o Chandra na colisão do par norte. A partir desta onda de choque, os investigadores estimam que os dois grupos estão a mover-se a 3-5 milhões de quilómetros por hora, em relação um ao outro.

Os dados do Chandra também fornecem informações sobre como os elementos mais pesados do que o hélio, os "elementos pesados", nos enxames de galáxias, são misturados e redistribuídos depois que os aglomerados colidem e se fundem. Dado que este processo depende do progresso da fusão, Abell 1758 é um valioso estudo de caso, uma vez que os pares de enxames a norte e a sul estão em diferentes estágios de fusão.

No par sul, os elementos pesados são mais abundantes nos centros dos dois enxames em colisão, mostrando que a localização original dos elementos não foi fortemente impactada pela colisão em andamento. Em contraste, no par norte, onde a colisão e a fusão já progrediram, a localização dos elementos pesados foi fortemente influenciada pela colisão. As maiores abundâncias são encontradas entre os dois centros do enxame e do lado esquerdo do par de enxames, enquanto as abundâncias mais baixas estão no centro do enxame no lado esquerdo da imagem.

As colisões entre os enxames afetam as suas galáxias componentes, bem como o gás quente que as rodeia. Dados do telescópio MMT de 6,5 metros no estado norte-americano do Arizona, obtidos como parte do ACReS (Arizona Cluster Redshift Survey), mostram que algumas galáxias estão a mover-se muito mais depressa do que outras, provavelmente porque foram expelidas de perto das outras galáxias do enxame pelas forças gravitacionais concedidas pela colisão.

A equipe também usou dados de rádio do GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) e raios-X da missão XMM-Newton da ESA. O artigo que descreve estes resultados mais recentes foi publicado na edição de 1 de setembro de 2019 da revista The Astrophysical Journal e está disponível online.

Fonte: Astronomia OnLine