Uma equipe de astrônomos de vários países, liderada por pesquisadores do Canadá, identificou um aglomerado de galáxias que parece existir muito mais cedo e em temperaturas muito mais elevadas do que as previsões atuais da ciência. O aglomerado está repleto de gás intensamente quente e existiu apenas 1,4 bilhões de anos após o Big Bang. De acordo com teorias estabelecidas, aglomerados de galáxias nessa fase não deveriam atingir temperaturas tão extremas ainda.
Os achados, publicados em 5 de janeiro na Nature, levantam sérias questões para os modelos amplamente aceitos de formação de aglomerados de galáxias. Esses modelos sugerem que os aglomerados gradualmente se aquecem ao longo do tempo e só atingem essas temperaturas muito mais tarde, após se tornarem maiores e mais estáveis.
“Não esperávamos ver uma atmosfera de aglomerado tão quente tão cedo na história cósmica”, disse Dazhi Zhou, autor principal e candidato a PhD no departamento de física e astronomia da UBC. “Na verdade, a princípio eu fiquei cético em relação ao sinal, pois era forte demais para ser real. Mas após meses de verificação, confirmamos que esse gás está pelo menos cinco vezes mais quente do que previsto, e até mais quente e energético do que o que encontramos em muitos aglomerados atuais.”
O Dr. Scott Chapman, coautor e professor na Universidade Dalhousie, que realizou a pesquisa enquanto estava no Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC), afirmou que os resultados indicam uma atividade poderosa no jovem universo. “Isso nos diz que algo no universo primitivo, provavelmente três buracos negros supermassivos recentemente descobertos no aglomerado, já estavam bombeando enormes quantidades de energia para os arredores e moldando o jovem aglomerado, muito mais cedo e de forma mais intensa do que pensávamos.”
Investigando um Aglomerado de Galáxias Mês
Para fazer a descoberta, os pesquisadores olharam para trás, aproximadamente 12 bilhões de anos, para estudar um jovem aglomerado de galáxias conhecido como SPT2349-56. As observações foram realizadas usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma rede de telescópios de rádio que inclui instrumentos projetados, construídos e testados pelo NRC.
Apesar de sua idade, este aglomerado já é notavelmente grande. Sua região central se estende por cerca de 500.000 anos-luz, semelhante ao tamanho do halo que envolve a Via Láctea. O aglomerado contém mais de 30 galáxias ativas agrupadas proximamente e está produzindo novas estrelas a uma taxa mais de 5.000 vezes maior do que a da nossa própria galáxia.
Para medir o calor dentro do aglomerado, a equipe confiou em uma técnica conhecida como efeito Sunyaev-Zeldovich. Essa abordagem permite que os cientistas estimem a energia térmica do meio intracluster: o gás existente entre as galáxias de um determinado aglomerado.
“Entender aglomerados de galáxias é a chave para entender as maiores galáxias do universo”, disse Dr. Chapman, que também é professor afiliado da UBC. “Essas galáxias massivas residem principalmente em aglomerados, e sua evolução é fortemente moldada pelo ambiente muito intenso dos aglomerados enquanto se formam, incluindo o meio intracluster.”
Como Buracos Negros Supermassivos Podem Estar Aquecendo Aglomerados
Teorias atuais sugerem que o gás que compõe o meio intracluster se reúne e aquece lentamente enquanto a gravidade puxa um aglomerado de galáxias instável para dentro ao longo do tempo. À medida que o aglomerado amadurece, espera-se que esse processo produza um ambiente estável e quente. As novas observações sugerem um começo muito mais violento, onde o aquecimento ocorre mais cedo e mais rapidamente do que o previsto.
Zhou e seus colegas agora planejam estudar como diferentes forças dentro do aglomerado trabalham juntas. “Queremos descobrir como a intensa formação estelar, os buracos negros ativos e esta atmosfera superaquecida interagem e o que isso nos diz 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?”
