Uma colisão entre algumas das maiores estruturas do espaço acaba de nos dar uma pista sobre um dos maiores mistérios do Universo: a localização de uma pilha inteira de matéria perdida.
No aglomerado de galáxias Abell 98 – no qual dois subaglomerados estão em processo de fusão – os cientistas encontraram um filamento de gás consistente com algo chamado de meio intergaláctico quente-quente (WHIM).
Este nevoeiro de plasma que se pensa flutuar entre as galáxias é um dos principais candidatos para a localização de um déficit na quantidade de partículas visíveis, variedade de jardim, chamadas ‘matéria bariônica’ medida no Universo local.
Evidências anteriores sugerem que o WHIM está por aí, mas é difícil localizar material suficiente para argumentar como ele contribui para os bárions desaparecidos.
“Encontrar esses filamentos de matéria perdida provou ser excepcionalmente difícil, e apenas alguns exemplos são conhecidos”, diz o astrofísico Arnab Sarkar, do Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). “Estamos empolgados que provavelmente identificamos outro.”
A matéria que falta é uma das perguntas mais estranhas que temos sobre o Universo. Conhecemos, mais ou menos, a distribuição da matéria/energia pelo cosmos. A maior parte é coisas que não podemos detectar e, portanto, nem sabemos o que é: 68% na forma de energia escura e 27% como matéria escura.
Os 5% restantes ou mais são matéria bariônica. Essas são as coisas que podemos detectar e das quais tudo o que vemos é feito: estrelas, planetas, poeira, galáxias, nuvens, buracos negros, humanos.
Sabemos quanta matéria bariônica existia na época do Big Bang porque temos radiação remanescente daquela época, a Cosmic Microwave Background (CMB), que os cientistas conseguiram decodificar.
Quando os cientistas começaram a fazer um balanço da matéria bariônica que está imediatamente ao nosso redor hoje, no entanto, os números não bateram. Falta muito, entre metade e um terço do que foi previsto com base na CMB.
Um local possível para isso é o WHIM; filamentos de gás com temperaturas entre 10.000 e 10 milhões de Kelvin, nos quais os bárions são aquecidos e comprimidos por choque. No entanto, localizar essas estruturas tênues no espaço entre galáxias muito mais brilhantes tem sido complicado.
Entre em Abell 98, um aglomerado de galáxias a cerca de 1,4 bilhão de anos-luz de distância. Observações de raios-X de Abell 98 revelaram estruturas de gás quente entre dois subgrupos. No início deste ano, Sarkar e seus colegas publicaram uma análise descobrindo que esse filamento contém uma onda de choque gigante à medida que os subgrupos se juntam.
Sua análise também investigou as propriedades do filamento de gás e encontrou dois regimes de temperatura distintos: um em 20 milhões de Kelvin e o segundo em 10 milhões de Kelvin. O gás mais quente, dizem os pesquisadores, é provavelmente o resultado da sobreposição dos halos de gás ao redor dos dois subgrupos.
O gás mais frio, por outro lado, é consistente com a extremidade mais quente e mais densa da faixa WHIM teorizada, descobriu a equipe.
Em um segundo artigo, uma equipe de pesquisadores liderada pela astrofísica Gabriella Alvarez, do CfA, encontrou mais evidências de WHIM, não no espaço entre os dois subgrupos, mas no lado mais distante do subgrupo, longe da frente de choque. . Isso também foi consistente com o WHIM mais denso.
“Essas medidas”, escrevem os pesquisadores no artigo, “fornecem evidências tentadoras da presença de uma estrutura em maior escala, com o WHIM difuso se conectando aos arredores do aglomerado ao longo de filamentos cósmicos”.
Ainda não identificamos WHIM suficiente para explicar todos os bárions desaparecidos. Também pode estar escondido em outros lugares; evidências sugerem que alguns podem estar escondidos em filamentos de gás que se estendem entre galáxias, ou à espreita como nuvens de gás fino no espaço intergaláctico.
Mas nossas ferramentas para detectar WHIM estão ficando mais poderosas, com telescópios de raios-X de nova geração subindo aos céus. Quando eles perscrutam os vazios entre as estrelas, eles devem revelar ainda mais os segredos do espaço profundo e o que se esconde nele.
Publicado em 18/10/2022 06h39
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