Aglomerado de galáxias antigo e quente questiona modelos cosmológicos

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Uma equipe internacional de astrônomos descobriu algo que o Universo não deveria ter: Um aglomerado de galáxias repleto de gás quente existindo apenas 1,4 bilhão de anos após o Big Bang, muito antes e mais quente do que a teoria prevê.

Aglomerado de galáxias em formação no início do Universo: Jatos de rádio de galáxias ativas estão imersos em uma atmosfera quente intra-aglomerado (vermelha), ilustrando um grande reservatório térmico de gás no aglomerado nascente. [Imagem: Lingxiao Yuan]

Isso contraria os modelos atuais de formação de aglomerados de galáxias, que preveem que as temperaturas agora observadas ocorrem apenas em aglomerados de galáxias mais maduros e estáveis, em estágios posteriores da vida do Universo.

"Não esperávamos encontrar uma atmosfera de aglomerado tão quente tão cedo na história cósmica," disse Dazhi Zhou, da Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá. "Na verdade, a princípio eu estava cético em relação ao sinal, pois era forte demais para ser real. Mas, após meses de verificação, confirmamos que esse gás é pelo menos cinco vezes mais quente do que o previsto, e ainda mais quente e energético do que o que encontramos em muitos aglomerados atuais."

Ao retroceder cerca de 12 bilhões de anos no tempo, usando o radiotelescópio ALMA, no Chile, os astrônomos se concentraram em um aglomerado de galáxias chamado SPT2349-56. Ele é muito massivo para sua relativa juventude, com um núcleo medindo cerca de 500.000 anos-luz de diâmetro, comparável ao tamanho do halo que circunda a Via Láctea. São mais de 30 galáxias ativas, formando estrelas mais de 5.000 vezes mais rápido do que a nossa própria galáxia, tudo isso em uma região muito compacta.

Energia térmica

A equipe se concentrou em uma ferramenta cosmológica chamada efeito Sunyaev-Zeldovich, que ajuda a calcular a energia térmica do meio intra-aglomerado - o gás existente entre as galáxias de um determinado aglomerado.

Os modelos atuais sugerem que os enormes reservatórios de gás que formam o meio intra-aglomerado são coletados e, em seguida, aquecidos por interações gravitacionais à medida que um aglomerado de galáxias imaturo e instável amadurece e colapsa para dentro, atingindo um estado estável.

Mas os novos dados indicam que esse nascimento é mais explosivo e que os cientistas precisarão repensar a sequência e a velocidade da evolução dos aglomerados de galáxias. Assim, será preciso estudar mais.

"Queremos descobrir como a intensa formação estelar, os buracos negros ativos e essa atmosfera superaquecida interagem, e o que isso nos revela sobre como os aglomerados de galáxias atuais foram construídos," disse Zhou. "Como tudo isso pode estar acontecendo ao mesmo tempo em um sistema tão jovem e compacto?"

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