domingo, 15 de junho de 2014

Colisão de aglomerados galácticos revelam dados do Universo

Quatro aglomerados galácticos massivos estão colidindo a aproximadamente cinco bilhões de anos-luz da Terra.

MACS J0717 3745

© NASA/NRAO (MACS J0717+3745)

Nesta imagem da colisão dos aglomerados galácticos MACS J0717+3745, a luz azul representa emissões de raios X vistas pelo observatório Chandra, enquanto o vermelho é a luz de rádio do Very Large Array. A imagem de fundo vem do telescópio espacial Hubble.

O conglomerado está criando uma gigante concentração de milhares de galáxias. “Realmente esse é um dos aglomerados mais massivos que conhecemos, e uma das fusões mais complexas já vistas”, declarou Reinout van Weeren do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian (CfA), que apresentou as observações mais recentes do fenômeno no início de junho durante a 224ª reunião da Sociedade Americana de Astronomia.
O telescópio espacial Hubble já havia captado imagens do evento, chamado de MACS J0717+3745, em luz visível. Agora o Observatório Chandra de Raios-X e o Very Large Array no Novo México observaram o aglomerado em raios X e em luz de rádio, respectivamente.
As novas observações revelam características não detectadas anteriormente como uma banda brilhante de formato incomum  no centro do aglomerado, possível radiação emitida por partículas carregadas altamente energéticas.
O fato de essa característica ficar sobreposta a uma área de gás extremamente quente, com mais de 100 milhões de kelvins, revelada em dados de raios X sugere que um poderoso choque térmico esteja agindo como acelerador cósmico de partículas, levando-as a energias imensas.
Esse tipo de acelerador de partículas natural já foi observado no passado, mais comumente em restos de supernovas. Mas o MACS J0717+3745 pode acabar sendo um dos aceleradores de partículas mais poderosos conhecidos.
As observações sugerem que partículas podem estar atingindo energia até um milhão de vezes superior à gerada pelos aceleradores terrestres, como o Grande Colisor de Hádrons (LHC) na Suíça.
De certa maneira, essa colisão de aglomerados galácticos é menos violenta do que parece. “Esse é um processo muito lento”, explica van Weeren. “A maior parte das galáxias simplesmente passa uma pela outra. Mas o gás colide e fica aquecido pelo choque”.
Quando nuvens de gás se chocam umas contra as outras, elas se aquecem, provocando uma frente de onda onde campos magnéticos são comprimidos. Esses campos fazem com que partículas viagem pela frente de onda, acumulando energia do calor do gás enquanto se movem.
Por fim, as partículas ficam tão energéticas que escapam para o espaço. Cientistas esperam estudá-las com mais detalhes para descobrir se aglomerados como esse estão por trás dos raios cósmicos (partículas de alta velocidade) que atingem a atmosfera da Terra vindos do espaço. 
As novas observações do MACS J0717+3745 também revelam galáxias muito distantes que tiveram sua luz curvada e magnificada pela gravidade colossal presente entre os quatro aglomerados em colisão.
O fenômeno, chamado de lentes gravitacionais, é uma consequência da teoria da relatividade geral de Einstein, que mostra que a massa curva o espaço-tempo a seu redor, fazendo com que a luz viaje por uma rota curvilínea. “Esse aglomerado é muito complexo, e sua magnificação é muito interessante”, comenta William Forman, também do CfA.
A imensa quantidade de massa reunida no MACS J0717+3745 faz com que ele seja uma das melhores lentes gravitacionais conhecidas.
No final deste ano, astrônomos pretendem usar o Hubble para observar o fenômeno novamente como parte do progama Campos de Fronteira, do Instituto do Telescópio Espacial, que usa longas exposições para produzir algumas das imagens mais profundas já criadas pelo Universo.
As lentes fornecidas pelo MACS J0717+3745 dão ao Hubble um incentivo extra para realizar observações mais profundas que o normal. “Esse aglomerado provavelmente é o melhor telescópio cósmico no céu”, declara Dan Coe, astrônomo do instituto que trabalha com Campos de Fronteira. “Ele magnifica mais do Universo distante que qualquer outro aglomerado galáctico já estudado”.

Fonte: Scientific American

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