Astrônomos testemunham 14 galáxias colidindo no início do universo

Por , em 26.04.2018

Quase no fim do universo observável, uma imensa colisão cósmica, envolvendo 14 jovens galáxias, pode ter dado lugar a uma megaestrutura, uma das maiores – senão a maior – do nosso universo: um aglomerado de galáxias, gravitacionalmente ligado à matéria escura e nadando em um mar de gás ionizado quente.

Por que tudo gira no universo?

Usando o Atacama Large Millimeter / Submilimeter Array (ALMA), uma equipe internacional de cientistas descobriu a concentração surpreendentemente densa prestes a se fundir, formando o núcleo do que eventualmente se tornará um aglomerado colossal.

Este proto-aglomerado está localizado a aproximadamente 12,4 bilhões de anos-luz de distância, o que significa que sua luz começou a viajar até nós quando o universo tinha apenas 1,4 bilhão de anos, ou cerca de um décimo de sua idade atual. Suas galáxias individuais estão formando estrelas até 1.000 vezes mais rápido do que a nossa galáxia e estão amontoadas dentro de uma região do espaço com apenas três vezes o tamanho da Via Láctea. O aglomerado de galáxias resultante certamente fará frente a alguns dos aglomerados mais massivos que vemos hoje no universo.

“Ter encontrado um imenso aglomerado de galáxias em formação é espetacular por si só. Mas o fato de que isso está acontecendo tão cedo na história do universo representa um desafio formidável para a nossa compreensão atual do modo como as estruturas se formam no universo”, aponta Scott Chapman, astrofísico da Universidade Dalhousie, no Canadá, especialista em cosmologia observacional que estuda as origens das estruturas no universo e a evolução das galáxias.

Como se formam as coisas

Durante os primeiros milhões de anos da história cósmica, a matéria normal e a matéria escura começaram a se agregar em concentrações cada vez maiores, dando origem aos aglomerados de galáxias, os maiores objetos do universo conhecido. Com massas comparáveis ​​a um milhão de bilhões de sóis, os aglomerados podem conter até mil galáxias, grandes quantidades de matéria escura, buracos negros gigantescos e gases emissores de raios X que atingem temperaturas superiores a um milhão de graus.

As teorias atuais e os modelos computacionais sugeriam, entretanto, que proto-aglomerados tão massivos quanto o observado pelo ALMA deveriam ter demorado muito mais para evoluir.

“Como esse conjunto de galáxias ficou tão grande tão rapidamente é um mistério. Ele não foi construído gradualmente, ao longo de bilhões de anos, como os astrônomos poderiam esperar”, disse Tim Miller, candidato a doutorado na Universidade de Yale e co-autor do estudo. “Esta descoberta oferece uma oportunidade incrível para estudar como aglomerados de galáxias e suas galáxias gigantescas se uniram nesses ambientes extremos”.

Na imagem abaixo é possível ver a imagem vista pelos astrônomos – a primeira imagem do texto é a representação de um artista do aglomerado.

Metade de você provavelmente teve origem em outras galáxias

Este proto-aglomerado galáctico específico, chamado de SPT2349-56, foi observado pela primeira vez como uma leve mancha de luz milimétrica em 2010 com o Telescópio do Polo Sul da National Science Foundation. Observações de acompanhamento com o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ajudaram a confirmar que ele era de fato uma fonte galáctica extremamente distante e digna de observações de acompanhamento com o ALMA. A resolução superior e a sensibilidade do ALMA permitiram aos astrônomos distinguir nada menos que 14 objetos individuais em uma região do espaço incrivelmente pequena, confirmando que o objeto era um proto-aglomerado em um estágio muito inicial de desenvolvimento.

A extrema distância deste conjunto e os componentes claramente definidos oferecem aos astrônomos uma oportunidade sem precedentes de estudar alguns dos primeiros passos da formação de aglomerados menos de 1,5 bilhão de anos após o Big Bang. Usando os dados do ALMA como as condições iniciais para simulações computacionais sofisticadas, os pesquisadores conseguiram demonstrar como esta coleção atual de galáxias provavelmente crescerá e evoluirá ao longo de bilhões de anos.

“O ALMA nos deu, pela primeira vez, um ponto de partida claro para prever a evolução de um aglomerado de galáxias. Com o tempo, as 14 galáxias que observamos irão parar de formar estrelas e irão colidir e se aglutinar em uma única galáxia gigantesca”, garante Chapman.

A segunda do seu tipo

O proto-aglomerado descoberto pelo ALMA no início do universo é um achado raro, mas não é o primeiro a ser encontrado. Ele é uma de duas recentes descobertas de aglomerados deste tipo em um período em que supostamente eles não deveriam estar lá.

Uma equipe de pesquisadores anunciou que eles também encontraram um proto-aglomerado de 10 galáxias no início do Universo em setembro do ano passado.

Motivo pelo qual as galáxias têm formas esquisitas por todo o universo finalmente é revelado

Você pode esperar descobrir todos os tipos de coisas que se formam no início do Universo – estrelas, galáxias, aglomerados – mas o tamanho e a composição desses proto-aglomerados é um enigma.

“Acredita-se que a duração destas galáxias seja relativamente curta, porque elas consomem seu gás a uma taxa extraordinária”, explicou o astrofísico Iván Oteo, da Universidade de Edimburgo, principal autor do artigo de setembro. “A qualquer momento, em qualquer canto do Universo, essas galáxias são geralmente minoria. Então, encontrar numerosas galáxias assim brilhando ao mesmo tempo é muito confuso e algo que ainda precisamos entender”. [phys.org, Science Alert]

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