Gás quente observado em enxame de galáxias em formação na deteção mais distante até à data

Uma equipa de astrónomos descobriu um vasto reservatório de gás quente no enxame de galáxias ainda em formação em torno da galáxia Teia de Aranha, realizando a mais distante deteção do género até à data.

Os enxames de galáxias, tal como o nome sugere, são constituídos por um enorme número de galáxias, que pode chegar a vários milhares. Estas estruturas contêm ainda um imenso meio “intraenxame” gasoso que permeia o espaço entre as galáxias do enxame. Este gás tem consideravelmente mais massa do que as galáxias propriamente ditas, explica a Rede de Divulgação Científica do ESO, parceiro do ALMA, em comunicado.

Muita da física dos enxames de galáxias é bem conhecida, no entanto observações das fases mais primordiais da formação do meio intraenxame ainda são escassas. Anteriormente, este meio só tinha sido estudado em enxames de galáxias próximos e completamente formados. Detetar o meio intraenxame em protoenxames distantes, isto é, em enxames de galáxias ainda a formar-se, permite aos astrónomos observarem estas estruturas nas suas fases de formação iniciais.

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[photo-gallery id=”339697″ thumbnails=”339698,339699,339700″ layout=”linear”/]Uma equipa liderada por Luca Di Mascolo, autor principal deste estudo e investigador na Universidade de Trieste, Itália, pretendeu detetar o meio intraenxame num protoenxame do Universo primordial selecionando um dos mais promissores candidatos a protoenxame: Teia de Aranha, localizado numa época em que o Universo tinha apenas três mil milhões de anos.

Apesar de ser o protoenxame mais estudado, a presença do meio infraenxame tem-se mantido elusiva. A descoberta de um grande reservatório de gás quente no Teia de Aranha indicaria que o sistema estaria a caminho de ser tornar um enxame de galáxias propriamente dito e duradouro ao invés de se dispersar.

Os enxames de galáxias são tão massivos que atraem gás que cai na direção do enxame e que, consequentemente, aquece. A equipa de Di Mascolo detetou o meio intraenxame do protoenxame Teia de Aranha usando um efeito térmico chamado Sunyaev-Zeldovich (SZ). Este efeito ocorre quando a radiação cósmica de fundo de micro-ondas – uma radiação vestígio do Big Bang – passa pelo meio intraenxame e interage com os eletrões do gás quente que se deslocam a altas velocidades, o que faz com que a sua energia aumente um pouco e a sua cor, ou comprimento de onda, varie ligeiramente.

“Nos comprimentos de onda adequados, o efeito SZ aparece-nos como um efeito de sombra do enxame de galáxias na radiação cósmica de fundo,” explica Di Mascolo.

Ao medir estas sombras na radiação cósmica de fundo, os astrónomos conseguem inferir a existência de gás quente, estimar a sua massa e mapear a sua forma.  Os investigadores determinaram que o protoenxame Teia de Aranha contém um vasto reservatório de gás quente com uma temperatura de algumas dezenas de milhões de graus Celsius. Tinha sido já detetado anteriormente neste protoenxame gás frio, no entanto a massa de gás quente encontrada neste novo estudo é muito superior, da ordem de milhares de vezes maior.

Este resultado mostra que o protoenxame Teia de Aranha deverá efetivamente transformar-se num enxame massivo de galáxias dentro de uns 10 mil milhões de anos, aumentando ainda a sua massa de, pelo menos, um fator dez.

“Temos finalmente uma confirmação observacional das já antigas previsões teóricas sobre a formação dos maiores objetos ligados gravitacionalmente que existem no Universo”

Estes resultados ajudam a lançar as bases para sinergias entre o ALMA e o futuro Extremely Large Telescope (ELT) do ESO. O ELT e os seus instrumentos de vanguarda, tais como o HARMONI e o MICADO, serão capazes de observar protoenxames e mostrar as galáxias que aí residem com muito detalhe. Juntamente com as capacidades do ALMA em traçar o meio intraenxame em formação, haverá informação crucial sobre a formação das maiores estruturas do Universo primordial, defende a Rede de Divulgação Científica do ESO.