Detecção de gás indica a formação de aglomerado galáctico distante
Por Danielle Cassita • Editado por Patricia Gnipper |
Uma grande massa de gás aquecido foi identificada em um aglomerado galáctico ainda em formação, nascido durante a “infância” do universo. Liderada por Luca Di Mascolo, pesquisador da Universidade de Trieste, na Itália, a descoberta do gás foi feita por meio de observações com o telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), no Chile, e representa a detecção mais distante desta matéria já feita.
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Como o nome indica, os aglomerados galácticos abrigam grandes quantidades de galáxias, imersas em meio ao vasto gás do “meio intra-aglomerado” (ou apenas “ICM”, na sigla em inglês) — o gás é tanto que a massa dele é maior que a das galáxias! Até então, o ICM foi estudado somente em aglomerados galácticos próximos, mas ainda faltava examiná-lo nos protoaglomerados, que são aqueles que estão em etapas iniciais de formação.
Apesar de simulações cosmológicas terem previsto a presença do gás quente em protoaglomerados há mais de uma década, os astrônomos ainda não haviam observado nada disso. A oportunidade surgiu ao selecionarem o protoaglomerado ao redor de MRC 1138-262, a Galáxia da Teia de Aranha, que pareceu um candidato promissor para identificar o ICM. Ele foi observado quando o universo tinha apenas 3 bilhões de anos e seguiu com seu ICM “escondido” de telescópios.
Se a reserva gasosa fosse identificada neste protoaglomerado, ela iria indicar que a estrutura não iria se dispersar, mas sim que seguiria evoluindo até se tornar um aglomerado galáctico “verdadeiro”, que iria durar por milhões de anos. Os autores conseguiram identificar o ICM do protoaglomerado por meio do “efeito Sunyaev-Zeldovich”, que ocorre quando a luz da radiação de fundo, deixada pelo Big Bang, atravessa o gás.
Quando a luz da radiação interage com os elétrons em movimento no gás, ela ganha energia e sofre uma leve mudança em seu comprimento de onda (ou seja, em sua cor). “Nos comprimentos de onda certos, o efeito SZ aparece como um efeito de sombra de um aglomerado galáctico na radiação cósmica de fundo”, explicou Luca Di Mascolo.
Para entender melhor, veja o vídeo abaixo, que representa o efeito:
Ao medir estas “sombras” na radiação cósmica de fundo, os astrônomos conseguem inferir a existência do gás, estimar a massa dele e determinar como é seu formato. No caso, o protoaglomerado da Teia de Aranha tem uma grande reserva de gás com temperatura que chega a algumas dezenas de milhões de graus Celsius — estudos anteriores mostraram que havia gás frio ali, mas a massa do gás quente “ganha” do frio por milhares de vezes.
A descoberta mostra que o protoaglomerado deve se tornar um aglomerado galáctico massivo em cerca de 10 bilhões de anos, e que sua massa deve aumentar, no mínimo, em dez vezes. “O componente quente vai destruir muito do frio conforme o sistema evolui, e estamos vendo uma transição delicada”, disse o coautor Tony Mroczkowski. “Isso traz confirmações observacionais de antigas previsões teóricas sobre a formação dos maiores objetos gravitacionalmente ligados no universo”.
O artigo com os resultados do estudo foi publicado na revista Nature.