HyeongHan et al.
Os astrónomos descobrem uma “ponte” gigante no Espaço que poderá finalmente resolver um violento mistério galático.
Segundo o Live Science, os cientistas descobriram provas de uma colisão cósmica no aglomerado de Perseu, um grupo de milhares de galáxias não muito longe da nossa.
Agora através de um método, chamado lente gravitacional fraca, os cientistas pensam ter finalmente encontrado o intruso oculto.
O aglomerado de galáxias Perseus é uma das estruturas mais maciças do Universo conhecido. Trata-se de um vasto agrupamento de milhares de galáxias espalhadas por 11,6 milhões de anos-luz, cerca de 100 vezes o diâmetro da Via Láctea.
A 250 milhões de anos-luz da Terra, está relativamente próximo, embora se esteja a afastar a 5366 km/s, devido à expansão do Universo.
Os astrónomos chamam aos aglomerados de galáxias calmos e estáveis “relaxados“, o que significa que não colidiram com outros aglomerados na história recente do Universo. Durante anos, o aglomerado de Perseu serviu de exemplo de um aglomerado relaxado.
No entanto, os astrónomos repararam que, em vez de ser esférico, como deveria ser um aglomerado não perturbado, estava inclinado na direção este-oeste, o que indicava que algo estava errado.
Em 2012, os astrónomos detetaram “frentes frias” no conjunto — regiões enormes, com anos-luz de comprimento, que se formam provavelmente quando os aglomerados de galáxias colidem. Estas frentes marcam a fronteira entre o gás quente de um aglomerado e o gás mais frio e denso de outro.
Era um forte indício de que Perseu tinha estado num grande acidente cósmico, mas restava uma questão: Onde estava o outro aglomerado que o casou?
Na nova investigação, astrónomos baseados nos EUA e na Coreia do Sul pensam ter encontrado a “arma fumegante” no caso da colisão cósmica clandestina.
Num novo artigo publicado na revista Nature Astronomy, os investigadores explicam como utilizaram a lente gravitacional fraca para detetar os restos de um aglomerado que colidiu com o aglomerado de galáxias Perseus há muito tempo.
Albert Einstein previu o fenómeno da lente gravitacional há mais de 100 anos, segundo o qual objetos maciços como as galáxias deformariam o espaço-tempo, dobrando os raios de luz e ampliando fontes distantes. A quantidade de luz que um objeto desvia dá aos astrónomos uma ideia da sua massa e, desde então, os cientistas descobriram muitos exemplos incríveis de lentes gravitacionais.
Na lente gravitacional fraca, a imagem das galáxias de fundo é apenas ligeiramente distorcida quando passa pelo aglomerado a caminho de nós. Utilizando o Telescópio Subaru, no Havai, os astrónomos analisaram a distorção da luz de galáxias muito atrás do aglomerado Perseu.
“Como não conhecemos a forma intrínseca de cada galáxia, não podemos inferir o quanto a imagem das galáxias de fundo estão distorcidas”, disse HyeongHan Kim, estudante de pós-graduação da Universidade Yonsei, na Coreia do Sul, e primeiro autor do artigo.
No entanto, ao observar um grande número de galáxias de fundo, a equipa calculou a distorção média e utilizou uma simulação por computador para calcular a quantidade de massa no aglomerado em primeiro plano. Também identificaram o local onde a massa tinha de estar para produzir as distorções observadas.
Os astrónomos descobriram uma vasta região de matéria visível e escura, designada por halo de subaglomerado, que rodeava um grupo mais pequeno de galáxias. Esta região estava centrada na galáxia NGC 1264 e inserida na periferia do aglomerado de Perseu.
Com cerca de 100 vezes a massa da Via Láctea, o subaglomerado está ligado ao aglomerado principal por uma “ponte de massa” que tem cerca de 1,4 milhões de anos-luz de comprimento e quase a mesma massa.
O modelo informático sugere que esta ponte é a prova direta de uma interação gravitacional entre os dois aglomerados, em vez de um alinhamento fortuito, e que coincide com a forma oblíqua do aglomerado. O modelo informático da equipa também recriou as frentes frias descobertas em 2012.
“O resultado surpreendeu-me, porque eu considerava Perseu um aglomerado relaxado”, disse Kim.
A simulação começa há cerca de 7,5 mil milhões de anos, quando o subaglomerado em fusão caiu sob a influência do aglomerado Perseu. Foram precisos cerca de 2 mil milhões de anos para que este subagrupamento passasse pela primeira vez perto do centro do aglomerado principal.
Depois, abrandado e puxado para trás pela gravidade, passou novamente 3 mil milhões de anos mais tarde. Esta dança cósmica repetiu-se e, quase 2 mil milhões de anos depois, o subagrupamento passou uma terceira vez, há cerca de 750 milhões de anos.
As descobertas são importantes porque a região é um alvo privilegiado para os astrónomos que estudam a formação e a evolução dos aglomerados de galáxias.
“O aglomerado de Perseu, graças à sua proximidade, tem sido amplamente investigado”, disse Kim, “permitindo-nos descobrir e testar muitos processos astrofísicos importantes”. Assim, embora este estudo se centre num único aglomerado, tem amplas implicações para a nossa compreensão do Universo, acrescentou.
Além disso, os resultados realçam o poder da lente gravitacional fraca, especialmente quando os métodos tradicionais não conseguiram revelar o universo invisível. Esta abordagem não só ajuda a revelar estruturas ocultas no Universo, como também abre a porta à descoberta de mais fusões de aglomerados de galáxias e à compreensão da forma como estes sistemas maciços tomam forma.
