Hubble descobre que a verdade é mais estranha do que a ficção: misteriosas estrelas "fantasmas" vagando por bilhões de anos

 Estrelas órfãs foram perdidas no espaço intergaláctico há muito tempo

No programa de televisão de ficção científica dos anos 1960, “Perdidos no Espaço”, uma pequena família de aspirantes a colonos planetários sai do curso e se perde em nossa galáxia. Mas a verdade é mais estranha que a ficção quando se trata de descobertas do Telescópio Espacial Hubble. 

Existem inúmeras estrelas em aglomerados gigantes de centenas ou milhares de galáxias que vagam entre as galáxias como almas perdidas, emitindo uma névoa fantasmagórica de luz. Essas estrelas não estão ligadas gravitacionalmente a nenhuma galáxia em um aglomerado. Uma pesquisa infravermelha recente do Telescópio Espacial Hubble sugere que essas estrelas estão vagando por bilhões de anos e não são resultado de atividades mais recentes dentro do aglomerado que as tirariam das galáxias normais.

Graças ao Hubble, os astrônomos agora sabem sobre famílias inteiras de estrelas – e presumivelmente seus sistemas planetários – que nem mesmo têm uma galáxia para chamar de lar. Estamos aninhados dentro da extensa galáxia Via Láctea, um império de estrelas. Mas há muitas estrelas vagando dentro de aglomerados gigantes de centenas ou milhares de galáxias. Essas estrelas não estão ligadas gravitacionalmente a nenhuma galáxia em um aglomerado. O céu noturno pareceria preto como tinta e sem estrelas para qualquer habitante orbitando seu sol pai, exceto pelo fraco brilho suave das galáxias vizinhas salpicando o céu.

Coletivamente, o brilho fraco e disperso dessas estrelas rebeldes forma um fundo chamado luz intraaglomerado, que é uma evidência de que elas estão à espreita. Embora as primeiras pistas tenham surgido em 1951, o Hubble pode detectar facilmente essa luz, mesmo que seja 1/10.000 do brilho do céu noturno visto pelos telescópios terrestres. Bilhões de anos atrás, as galáxias seriam menores do que as vistas hoje, e elas provavelmente trocam estrelas com bastante facilidade por causa de uma atração gravitacional mais fraca. (A velocidade de escape da nossa Via Láctea é de mais de 1 milhão de milhas por hora). Compreender a origem da luz intraaglomerado pode dar aos astrônomos novos insights sobre a história da montagem de aglomerados de galáxias inteiros.

Estas são imagens do Telescópio Espacial Hubble de dois enormes aglomerados de galáxias denominados MOO J1014+0038 (painel esquerdo) e SPT-CL J2106-5844 (painel direito). A cor azul adicionada artificialmente é traduzida dos dados do Hubble que capturaram um fenômeno chamado luz intraaglomerado. Este brilho extremamente fraco traça uma distribuição suave da luz das estrelas errantes espalhadas pelo aglomerado. Bilhões de anos atrás, as estrelas se desprenderam de suas galáxias-mãe e agora vagam pelo espaço intergaláctico. Crédito: Ciência: NASA, ESA, STScI, James Jee (Yonsei University), Processamento de imagens: Joseph DePasquale (STScI)

Telescópio Espacial Hubble descobre que a luz fantasma entre as galáxias se estende para muito atrás no tempo

Em aglomerados gigantes de centenas ou milhares de galáxias, inúmeras estrelas vagam entre as galáxias como almas perdidas, emitindo uma névoa fantasmagórica de luz. Essas estrelas não estão ligadas gravitacionalmente a nenhuma galáxia em um aglomerado.

A questão incômoda para os astrônomos tem sido: como as estrelas ficaram tão espalhadas pelo aglomerado em primeiro lugar? Várias teorias concorrentes incluem a possibilidade de que as estrelas foram retiradas das galáxias de um aglomerado, ou foram lançadas após fusões de galáxias, ou estavam presentes no início dos anos de formação de um aglomerado, muitos bilhões de anos atrás.

Uma pesquisa infravermelha recente do Telescópio Espacial Hubble da NASA, que procurou a chamada “luz intraaglomerado”, lança uma nova luz sobre o mistério. As novas observações do Hubble sugerem que essas estrelas estão vagando por bilhões de anos e não são um produto de atividade dinâmica mais recente dentro de um aglomerado de galáxias que as eliminaria das galáxias normais.

A pesquisa incluiu 10 aglomerados de galáxias tão distantes quanto quase 10 bilhões de anos-luz. Essas medições devem ser feitas do espaço porque a fraca luz intraaglomerado é 10.000 vezes mais fraca do que o céu noturno visto do solo. 

A pesquisa revela que a fração da luz intraaglomerado em relação à luz total no aglomerado permanece constante, olhando bilhões de anos para trás no tempo. “Isso significa que essas estrelas já estavam desabrigadas nos estágios iniciais da formação do aglomerado”, disse James Jee, da Universidade Yonsei, em Seul, Coreia do Sul. Seus resultados foram publicados na edição de 5 de janeiro da revista Nature.

Imagem dos aglomerados de galáxias MOO J1014+0038 (painel esquerdo) e SPT-CL J2106-5844 (painel direito) capturada pela Wide Field Camera 3 do Hubble, com legenda de cores, setas da bússola e barra de escala para referência.Esta imagem mostra comprimentos de onda de luz no infravermelho próximo. A chave de cores mostra quais filtros foram usados ao coletar a luz. A cor de cada nome de filtro é a cor usada para representar o comprimento de onda que passa por esse filtro. O gráfico da bússola aponta para a orientação do objeto na esfera celeste. O norte aponta para o polo norte celeste, que não é um ponto fixo no céu, mas atualmente está próximo à estrela Polaris, na constelação circumpolar da Ursa Menor. As coordenadas celestes são análogas a um mapa terrestre, embora o leste e o oeste sejam transpostos porque estamos olhando para cima e não para baixo.A barra de escala é rotulada em anos-luz (ly) e parsecs (pc). Um ano-luz é a distância que a luz percorre em um ano terrestre. (A luz leva 100.000 anos para percorrer uma distância igual ao comprimento da barra.) Um ano-luz é igual a cerca de 5,88 trilhões de milhas ou 9,46 trilhões de quilômetros. Um parsec também é uma medida de comprimento ou distância. Um parsec tem aproximadamente 3,26 anos-luz de diâmetro. Observe que a distância em anos-luz e parsecs mostrada nesta barra de escala se aplica ao aglomerado de galáxias, não a objetos de primeiro plano ou de fundo. Crédito: Ciência: NASA, ESA, STScI, James Jee (Yonsei University), Processamento de imagens: Joseph DePasquale (STScI)

As estrelas podem ser espalhadas fora de seu local de nascimento galáctico quando uma galáxia se move através de material gasoso no espaço entre as galáxias, enquanto orbita o centro do aglomerado. No processo, o arrasto empurra gás e poeira para fora da galáxia. No entanto, com base na nova pesquisa do Hubble, Jee descarta esse mecanismo como a principal causa da produção estelar intraaglomerado. Isso ocorre porque a fração de luz intraaglomerado aumentaria ao longo do tempo até o presente se a remoção fosse o fator principal. Mas esse não é o caso dos novos dados do Hubble, que mostram uma fração constante ao longo de bilhões de anos.

“Não sabemos exatamente o que os deixou sem-teto. As teorias atuais não podem explicar nossos resultados, mas de alguma forma elas foram produzidas em grandes quantidades no início do universo”, disse Jee. “Em seus primeiros anos de formação, as galáxias podem ter sido muito pequenas e sangraram estrelas com bastante facilidade por causa de um aperto gravitacional mais fraco.”

“Se descobrirmos a origem das estrelas intraaglomerados, isso nos ajudará a entender a história de montagem de todo um aglomerado de galáxias, e elas podem servir como marcadores visíveis de matéria escura envolvendo o aglomerado”, disse Hyungjin Joo, da Universidade Yonsei, o primeiro autor. do papel. A matéria escura é o andaime invisível do universo, que mantém galáxias e aglomerados de galáxias juntos.

Se as estrelas errantes fossem produzidas por meio de um jogo de pinball comparativamente recente entre as galáxias, elas não teriam tempo suficiente para se espalhar por todo o campo gravitacional do aglomerado e, portanto, não traçariam a distribuição da matéria escura do aglomerado. Mas se as estrelas nasceram nos primeiros anos do aglomerado, elas terão se dispersado totalmente por todo o aglomerado. Isso permitiria aos astrônomos usar as estrelas rebeldes para mapear a distribuição de matéria escura no aglomerado.

Essa técnica é nova e complementar ao método tradicional de mapeamento da matéria escura, medindo como todo o aglomerado distorce a luz dos objetos de fundo devido a um fenômeno chamado lente gravitacional.

A luz intraaglomerado foi detectada pela primeira vez no aglomerado de galáxias Coma em 1951 por Fritz Zwicky, que relatou que uma de suas descobertas mais interessantes foi a observação de matéria intergaláctica fraca e luminosa no aglomerado. Como o aglomerado Coma, contendo pelo menos 1.000 galáxias, é um dos aglomerados mais próximos da Terra (330 milhões de anos-luz), Zwicky foi capaz de detectar a luz fantasma mesmo com um modesto telescópio de 18 polegadas.

A capacidade e sensibilidade de infravermelho próximo do Telescópio Espacial James Webb da NASA ampliarão muito a busca por estrelas intraaglomerados mais profundamente no universo e, portanto, devem ajudar a resolver o mistério.

Fonte: scitechdaily.com