Astrônomos reúnem peças da história complexa do Aglomerado de Pandora

O Abell 2744 parece ser o resultado de uma colisão simultânea de pelo menos quatro outros aglomerados de galáxias.

taniager

22 Junho 2011 | 17h12

Raios-X, matéria escura e galáxias do aglomerado Abell 2744. Crédito: ESO.
Raios-X, matéria escura e galáxias do aglomerado Abell 2744. Crédito: ESO.

Uma equipe de cientistas estudou o aglomerado Abell 2744, apelidado de Aglomerado de Pandora, e reuniu todas as peças da história complexa e violenta deste aglomerado usando telescópios espaciais e terrestres, incluindo o Very Large Telescope do ESO e o telescópio espacial Hubble. Abell 2744 parece ser o resultado de uma colisão simultânea de pelo menos quatro aglomerados de galáxias. Esta colisão complexa produziu efeitos estranhos que nunca foram vistos juntos antes.

Quando grandes aglomerados de galáxias colidem, a bagunça resultante é um tesouro de informações para os astrônomos. Investigando uma das mais complexas e incomuns colisões de aglomerados no céu, a equipe internacional de astrônomos reuniu a história de uma colisão cósmica que ocorreu ao longo de um período de 350 milhões de anos.

Julian Merten, um dos cientistas que lideram a equipe deste estudo, explica: “como um investigador montando a causa de um acidente, podemos usar as observações destas colisões cósmicas para reconstruir os eventos que aconteceram ao longo de centenas de milhões de anos. Isso pode revelar como estruturas formam o universo, e como os diferentes tipos de matéria interagem uns com outros quando são despedaçados juntos”.

“Nós apelidamos de Aglomerado de Pandora devido a muitos fenômenos diferentes e estranhos libertados pela colisão. Alguns destes fenômenos nunca tinham sido vistos antes” acrescenta Renato Dupke, membro da equipe.

O aglomerado Abell 2744 foi estudado agora com mais detalhes do que nunca, combinando dados a partir do Very Large Telescope (VLT) do ESO, do telescópio Subaru japonês, do telescópio espacial Hubble da NASA/ESA e do Observatório de raios-X Chandra da NASA.

As galáxias no aglomerado são claramente visíveis nas imagens do VLT e Hubble. Embora as galáxias sejam brilhantes, elas perfazem menos de 5% da massa. O resto é gás (cerca de 20%) – tão quente que brilha apenas em raios-X – e matéria escura (cerca de 75%) completamente invisível. Para entender o que estava acontecendo na colisão, a equipe precisou mapear as posições de todos os três tipos de matéria no aglomerado.

Apesar de a matéria escura ser particularmente indefinível por não emitir, absorver ou refletir a luz (daí seu nome), se torna aparente através de sua atração gravitacional. Para identificar a localização desta substância misteriosa, a equipe explorou um fenômeno conhecido como lente gravitacional. Esta lente é a flexão de raios de luz de galáxias distantes, conforme atravessam os campos gravitacionais presentes no aglomerado. O resultado é uma série de distorções reveladas nas imagens das galáxias, no plano de fundo das observações do VLT e Hubble. Traçando cuidadosamente a maneira como estas imagens são distorcidas, é possível mapear com bastante precisão onde a massa oculta — e, portanto, a matéria escura — situa-se na verdade.

Por comparação, encontrar o gás quente do aglomerado é mais simples, uma vez que o Observatório de raios-X Chandra da NASA pode observá-lo diretamente. Estas observações não são apenas cruciais para descobrir onde o gás está, mas também para mostrar os ângulos e as velocidades em que os diferentes componentes do aglomerado se reuniram.

Quando os astrônomos olharam para os resultados, encontraram muitas características curiosas. “Abell 2744 parece ter se formado a partir de quatro aglomerados diferentes envolvidos em uma série de colisões ao longo de um período de cerca de 350 milhões de anos. A distribuição desigual e complicada dos diferentes tipos de matéria é extremamente incomum e fascinante”, diz Dan Coe, outro autor do estudo.

Parece que a colisão complexa separou algum gás quente e a matéria escura, de forma que se encontram agora distintos um do outro e das galáxias visíveis. O aglomerado de Pandora combina vários fenômenos que jamais foram vistos isoladamente em outros sistemas.

Perto do núcleo do aglomerado existe uma espécie de “bala”, onde o gás de um aglomerado colidiu com outro para criar uma onda de choque. A matéria escura atravessou a colisão sem ser afetada.

Em outra parte do aglomerado, parece haver galáxias e matéria escura, mas nenhum gás quente. O gás pode ter sido arrancado durante a colisão, deixando para trás não mais do que uma trilha fraca.

Características peculiares também são encontras na parte exterior do aglomerado. Uma região contém muita matéria escura, mas não possui galáxias luminosas ou gás quente. Um amontoado separado e fantasmagórico de gás foi ejetado, que precede, em vez de seguir, a matéria escura associada. Este arranjo intrigante pode estar dizendo aos astrônomos algo sobre como a matéria escura se comporta e como os vários ingredientes do universo interagem uns com os outros.

Aglomerados de galáxias são as maiores estruturas no cosmo, contendo literalmente trilhões de estrelas. A maneira como se formam e se desenvolvem nas repetidas colisões tem profundas implicações para a nossa compreensão do universo. Mais estudos do Aglomerado de Pandora, a fusão mais complexa e fascinante já encontrada, estão em andamento.

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