O Universo primitivo era uma mistura caótica de gás e matéria que só começou a coalescer em galáxias distintas centenas de milhões de anos após o Big Bang.
© Chandra/Hubble/Spitzer (aglomerado de galáxias IDCS 1426)
Estas galáxias demoraram vários bilhões de anos para se agruparem em aglomerados gigantescos; era o que os cientistas pensavam.
Agora, astrônomos do Massachusetts Institute of Technology (MIT), da Universidade do Missouri, da Universidade da Flórida, entre outras instituições, detectaram um enorme aglomerado de galáxias formado apenas 3,8 bilhões de anos após o Big Bang. Localizado a 10 bilhões de anos-luz da Terra e potencialmente contendo milhares de galáxias individuais, a megaestrutura é mais ou menos 250 trilhões de vezes mais massiva que o Sol, ou 1.000 vezes mais massiva que a Via Láctea.
O aglomerado de galáxias, denominado IDCS J1426.5+3508 (ou IDCS 1426), é o mais massivo já descoberto nos primeiros 4 bilhões de anos do Universo.
O IDCS 1426 parece estar passando por uma quantidade substancial de convulsões; foram observados um nó brilhante de raios X, ligeiramente fora do centro do aglomerado de galáxias, indicando que o núcleo do aglomerado pode ter-se deslocado cerca de cem mil anos-luz do seu centro. Os cientistas supõem que o núcleo pode ter sido desalojado por uma violenta colisão com outro aglomerado de galáxias, fazendo com que o gás dentro do aglomerado se deslocasse, como vinho num copo que mudou subitamente de posição.
Michael McDonald, professor assistente de física e membro do Kavli Center for Astrophysics and Space Research do MIT, diz que uma tal colisão pode explicar como o IDCS 1426 foi formado tão rapidamente no início do Universo, num instante em que as galáxias individuais estavam começando a tomar forma.
Os aglomerados de galáxias são aglomerados de centenas até milhares de galáxias ligadas pela gravidade. São as maiores estruturas do Universo, e aqueles localizados relativamente perto, como o aglomerado de Virgem, são extremamente brilhantes e fáceis de detectar no céu.
"No Universo próximo, se olharmos para um aglomerado de galáxias, basicamente vemos os outros, parecem todos bastante uniformes. Mas quanto mais para trás olhamos, mais diferentes começam a ser," afirma McDonald.
No entanto, encontrar aglomerado de galáxias mais distantes no espaço, e para trás no tempo, é uma tarefa complexa e incerta.
Em 2012, cientistas usando o telescópio espacial Spitzer da NASA detectaram pela primeira vez os sinais de IDCS 1426 e fizeram algumas estimativas iniciais da sua massa.
Para obter uma estimativa mais precisa da massa do aglomerado de galáxias, McDonald e colegas usaram dados de vários dos grandes observatórios da NASA: o Observatório Keck, o Observatório de raios X Chandra e o telescópio espacial Hubble.
Tanto o Hubble como o Keck recolheram dados visíveis do aglomerado de galáxias, que os pesquisadores analisaram para determinar a quantidade de luz distorcida em torno do aglomerado de galáxias como resultado da gravidade, um fenõmeno conhecido como lente gravitacional. Quanto mais massivo o aglomerado, mais força gravitacional exerce, e mais luz dobra.
Também estudaram dados de raios X obtidos pelo Observatório Chandra a fim de obter a temperatura do aglomerado de galáxias. Os objetos com uma alta temperatura emitem raios X e, quanto mais quente é um aglomerado de galáxias, mais o gás no aglomerado é comprimido, tornando-o mais massivo.
A partir dos dados em raios X, McDonald e colegas também calcularam a quantidade de gás no aglomerado, que pode ser uma indicação da quantidade de matéria e massa no aglomerado de galáxias.
Usando todos os três métodos, o grupo calculou aproximadamente a mesma massa, cerca de 250 trilhões de vezes a massa do Sol. Agora, a equipe está à procura de galáxias individuais no aglomerado para ter uma noção de como estas megaestruturas se podem formar no Universo jovem.
Uma imagem ainda melhor de IDCS 1426 em 2018 poserá ser obtida com o lançamento do telescópio espacial James Webb, um telescópio infravermelho centenas de vezes mais sensível que o Spitzer, telescópio este que foi o primeiro a detectar o aglomerado de galáxias.
"As pessoas tinham quase posto de lado esta ideia de encontrar aglomerado de galáxias no visível e no infravermelho, em favor de assinaturas em raios X e no rádio," observa McDonald.
Portanto, é necessário diversificar um pouco a região espectral para encontrar estes objetos.
McDonald e colegas apresentaram os seus resultados a semana passada na 227ª reunião da Sociedade Astronômica Americana em Kissimmee, Flórida (EUA).
Esta pesquisa foi aceita para publicação na revista The Astrophysical Journal.
Fonte: Massachusetts Institute of Technology
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