Galáxias mergulham profundamente, deixam cauda ardente para trás
Um
grupo de galáxias está mergulhando no aglomerado de galáxias de Coma e deixando
para trás uma enorme cauda de gás superaquecido. Os astrônomos confirmaram que
esta é a cauda mais longa conhecida atrás de um grupo de galáxias e a usaram
para obter uma compreensão mais profunda de como os aglomerados de galáxias –
algumas das maiores estruturas do universo – crescem até seus enormes tamanhos.
Crédito
da imagem: Raio-X: Chandra: NASA/SAO/Univ. XMM: ESA/XMM-Newton; Ótica: SDSS;
Processamento de imagem: N. Wolk
Os
astrônomos treinaram o Observatório de Raios-X Chandra da NASA no grupo de
galáxias NGC 4839. Grupos de galáxias são coleções de cerca de 50 galáxias ou
menos que estão ligadas pela gravidade. Os aglomerados de galáxias são ainda
maiores e podem conter centenas ou milhares de galáxias individuais.
NGC
4839 está localizado perto da borda do aglomerado de galáxias de Coma, um dos
maiores aglomerados conhecidos no universo a cerca de 340 milhões de anos-luz
de distância. À medida que NGC 4839 se move em direção ao centro do aglomerado
de Coma, o gás quente no grupo de galáxias é removido por sua colisão com o gás
no aglomerado. Isso resulta em uma cauda se formando atrás do grupo de
galáxias.
A imagem à esquerda mostra uma visão de raios-X do aglomerado de galáxias de Coma tirada com o XMM-Newton da ESA (Agência Espacial Europeia) (azul), juntamente com dados ópticos do Sloan Digital Sky Survey (amarelo). O grupo de galáxias NGC 4839 está localizado no canto inferior direito dessa imagem.
A inserção, à
direita, é a imagem Chandra (roxa) da região delineada pela praça. A cabeça da
cauda da NGC 4839 está no lado esquerdo da imagem Chandra e contém a galáxia
mais brilhante do grupo e o gás mais denso. A cauda segue para a direita. (A
imagem Chandra foi girada de modo que o norte é cerca de 30 graus à esquerda da
vertical.)
Os
raios-X do gás quente nas regiões externas do aglomerado de Coma — pelo qual a NGC
4839 está viajando — são muito fracos para serem vistos na imagem XMM mostrada
aqui, mas são destacados em uma imagem suplementar, somente XMM. Este mosaico
de imagens mostra lacunas entre imagens individuais onde os dados não foram
obtidos e buracos escuros onde fontes pontuais de raios-X foram removidas.
Esta
cauda tem, na verdade, 1,5 milhão de anos-luz de comprimento, ou centenas de
milhares de vezes a distância entre o Sol e a estrela mais próxima, tornando-se
a cauda mais longa já vista atrás de um grupo de galáxias.
O
brilho atual da cauda dá aos astrônomos uma chance especial de estudar a física
do gás da cauda antes que ele se misture com o gás quente no aglomerado e se
torne muito fraco para estudar. O gás na cauda atrás da NGC 4839 acabará por se
fundir com a grande quantidade de gás quente já presente no Cluster de Coma.
Usando
os dados do Chandra para analisar o gás na frente do grupo de galáxias, os
pesquisadores encontraram uma onda de choque – semelhante a um estrondo sônico
de um jato supersônico – mostrando que a NGC 4839 está viajando a cerca de 3
milhões de quilômetros por hora através do aglomerado de galáxias. A
localização da onda de choque é destacada em uma versão rotulada da imagem.
Eles
também estudaram a quantidade de turbulência no gás da cauda. Para uma analogia
familiar, a turbulência descreve os movimentos irregulares do ar em nossa
atmosfera que podem tornar os passeios acidentados em aviões. Eles encontraram
uma quantidade leve de turbulência, o que implica que a condução de calor em
NGC 4839 é baixa.
A equipe também viu possíveis evidências de estruturas especiais chamadas instabilidades de Kelvin-Helmholtz em um lado da cauda. Os cientistas encontram essas estruturas em vários ambientes no espaço e na Terra, inclusive em formas de nuvens. Eles são causados por diferenças na velocidade das camadas adjacentes de gás ou fluido em movimento.
A presença de instabilidades de
Kelvin-Helmholtz em NGC 4839 sugere que o gás na cauda tem um campo magnético
fraco ou um baixo nível de viscosidade. (A água, por exemplo, é menos viscosa
que o mel.) As localizações das instabilidades de Kelvin-Helmholtz são dadas em
uma imagem Chandra rotulada e uma versão da imagem Chandra que foi processada
para enfatizar regiões na imagem com bordas mais nítidas.
Pesquisadores
que analisaram observações anteriores da NGC 4839 estimaram que sua cauda
tivesse pelo menos um milhão de anos-luz de comprimento. Os novos dados do
Chandra revelam o novo recorde de 1,5 milhão de anos-luz de comprimento. (Caudas
atrás de três outros grupos de galáxias que caem em aglomerados de galáxias têm
entre 800.000 e um milhão de anos-luz de comprimento.)
Fonte: Nasa.gov
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