Astrônomos do MIT descobriram novas e incomuns vizinhanças galácticas que estudos anteriores negligenciaram. Seus resultados publicados sugerem que cerca de 1 por cento dos aglomerados de galáxias parecem atípicos e podem ser facilmente identificados erroneamente como uma única galáxia brilhante. Conforme os pesquisadores lançam novos telescópios caçadores de aglomerados, eles devem prestar atenção a essas descobertas ou arriscam ter uma imagem incompleta do universo.
Os aglomerados de galáxias contêm centenas a milhares de galáxias unidas pela gravidade. Eles se movem através de uma sopa quente de gás chamada meio intracluster, que contém mais massa do que todas as estrelas em todas as galáxias dentro dele. Este gás quente alimenta a formação de estrelas à medida que esfria e emite radiação de raios X que podemos observar com telescópios espaciais.
Esta nuvem de gás brilhante cria um halo difuso de raios-X ao redor dos aglomerados de galáxias, fazendo-os se destacarem de fontes pontuais mais discretas de raios-X produzidos, por exemplo, por uma estrela ou quasar. No entanto, algumas vizinhanças galácticas quebram esse molde, como o professor associado do MIT Michael McDonald aprendeu nove anos atrás.
Em 2012, McDonald descobriu um cluster diferente de qualquer outro, que brilhava como uma fonte pontual no raio-X. Sua galáxia central hospeda um buraco negro voraz que consome matéria e emite raios X tão brilhantes que afogam a radiação difusa do meio intracluster. Em seu núcleo, o aglomerado forma estrelas a uma taxa cerca de 500 vezes maior do que a maioria dos outros aglomerados, dando-lhe o brilho azul de uma população jovem de estrelas, em vez do tom vermelho típico de estrelas envelhecidas.
?Há décadas procurávamos um sistema como este?, diz McDonald sobre o cluster Phoenix. E, no entanto, ele havia sido observado e ignorado anos antes, considerado uma única galáxia em vez de um aglomerado. “Estava no arquivo há décadas e ninguém o viu. Eles estavam olhando além porque não parecia certo.”
E então, McDonald se perguntou, que outros aglomerados incomuns podem estar escondidos no arquivo, esperando para serem encontrados? Assim, nasceu a pesquisa Clusters Hiding in Plain Sight (CHiPS).
Taweewat Somboonpanyakul, um estudante graduado no laboratório do McDonald’s, dedicou todo o seu Ph.D. à pesquisa CHiPS. Ele começou selecionando potenciais candidatos a agrupamentos de décadas de observações de raios-X. Ele usou dados existentes de telescópios terrestres no Havaí e Novo México, e visitou os telescópios Magellan no Chile para tirar novas imagens das fontes restantes, procurando por galáxias vizinhas que revelariam um aglomerado. Nos casos mais promissores, ele ampliou com telescópios de alta resolução, como o Chandra X-Ray Observatory e o Hubble Space Telescope.
Depois de seis anos, a pesquisa CHiPS chegou ao fim. Hoje no The Astrophysical Journal, Somboonpanyakul publicou os resultados cumulativos da pesquisa, que incluem a descoberta de três novos aglomerados de galáxias. Um desses aglomerados, CHIPS1911 + 4455, é semelhante ao aglomerado de Phoenix, que se forma rapidamente, e foi descrito em um artigo em janeiro no The Astrophysical Journal Letters. É uma descoberta empolgante, pois os astrônomos conhecem apenas alguns outros aglomerados semelhantes à Fênix. Este aglomerado convida a um estudo mais aprofundado, no entanto, pois tem uma forma torcida com dois braços estendidos, enquanto todos os outros aglomerados de resfriamento rápido são circulares. Os pesquisadores acreditam que pode ter colidido com um aglomerado de galáxias menor. ?É superúnico em comparação com todos os aglomerados de galáxias que conhecemos agora?, diz Somboonpanyakul.
Ao todo, a pesquisa CHiPS revelou que as pesquisas de raios-X mais antigas perderam cerca de 1 por cento das vizinhanças galácticas porque parecem diferentes do aglomerado típico. Isso pode ter implicações significativas, uma vez que os astrônomos estudam aglomerados de galáxias para aprender como o universo se expande e evolui. ?Precisamos encontrar todos os clusters para acertar essas coisas?, explica McDonald. “A conclusão de noventa e nove por cento não é suficiente se você quiser empurrar a fronteira.”
À medida que os cientistas descobrem e estudam mais desses aglomerados de galáxias incomuns, eles podem entender melhor como eles se encaixam na imagem cósmica mais ampla. Neste ponto, eles não sabem se um pequeno número de clusters está sempre neste estado estranho, semelhante ao de Phoenix, ou se esta é talvez uma fase típica pela qual todos os clusters passam por um curto período de tempo – cerca de 20 milhões de anos, um momento fugaz pelos padrões do espaço-tempo. É difícil para os astrônomos dizer a diferença, pois eles obtêm apenas um único instantâneo de cada aglomerado quase congelado no tempo. Mas com mais dados, eles podem fazer melhores modelos da física que governa essas vizinhanças galácticas.
A conclusão da pesquisa CHiPS coincide com o lançamento de um novo telescópio de raios X, eROSITA, que visa aumentar nosso catálogo de clusters de algumas centenas para dezenas de milhares. Mas, a menos que mudem a maneira como procuram esses clusters, eles perderão centenas que se desviam da norma. ?As pessoas que estão construindo as buscas do cluster por este novo telescópio de raios-X precisam estar cientes desse trabalho?, diz McDonald. “Se você perder 1 por cento dos aglomerados, há um limite fundamental para o quão bem você pode entender o universo.”
Publicado em 30/03/2021 13h21
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