Um aglomerado aparentemente impossível de mais de 30 galáxias com apenas 500.000 anos-luz de diâmetro foi descoberto num universo 1,4 mil milhões de anos após o Big Bang — e com temperaturas que desafiam todas as regras.
A descoberta foi feita por astrônomos usando o Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array do Chile (Alma), de Galáxia O aglomerado, denominado SPT2349-56, desafia a nossa compreensão da rapidez com que as galáxias e os aglomerados de estrelas se formam.
Os enxames de galáxias estão preenchidos com uma névoa de gás quente a que chamamos meio intraenxame – a que Taji Zhu, candidato a doutoramento na Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá e autor principal do artigo que descreve as descobertas, se refere como a ‘atmosfera’ do enxame de galáxias. Na maioria dos aglomerados, o meio intracluster pode atingir dezenas ou centenas de milhões de graus Celsius.
Os astrofísicos pensavam que seriam necessários milhares de milhões de anos para que o meio do aglomerado interno ficasse tão quente, mas SPT2349-56 sugere o contrário.
“Não esperávamos uma atmosfera de aglomerado quente tão cedo na história cósmica”, disse Joe. “Este gás é pelo menos cinco vezes mais quente do que o previsto e é mais quente e mais energético do que vemos hoje em muitos aglomerados.”
A temperatura média intracluster de SPT2349-56 foi medida indiretamente pelo chamado efeito Sanyao-Seldovich. Fundo Cósmico de Microondas (CMB) radiação, que é calor residual Big Bang. À medida que os fótons CMB entram no aglomerado, eles recebem um aumento de energia por dispersão Elétrons Dentro da mídia intra-cluster. Quanto mais quente o meio, mais elétrons se movem, portanto, quando os fótons interagem com os elétrons, eles enviam mais impulsos de energia aos fótons CMB. Este aumento de energia pode ser visto na CMB em relação à localização de um determinado cluster.
Aglomerados mais distantes no Universo do que SPT2349-56 já foram descobertos. Por exemplo, em 2019, os astrónomos usaram Gemini, Barril E os telescópios Subaru identificaram um aglomerado chamado z660D (o número em seu nome indica que desvio para vermelhoHá 13 mil milhões de anos, vemos a situação como era há 770 milhões de anos, após o Big Bang. Em 2023 o O Telescópio Espacial James Webb (JWST) descobriu um aglomerado anterior, A2744z7p9OD, 650 milhões de anos após o Big Bang.
A diferença entre estes aglomerados e o SPT2349-56 é que os primeiros aglomerados são referidos como ‘protoaglomerados’, o que significa que ainda não estão totalmente ligados gravitacionalmente. De acordo com os melhores modelos de como as galáxias se formam, o gás no meio intra-aglomerado é aquecido até um estado estável e gravitacionalmente ligado pelo colapso dinâmico das galáxias.
Portanto, estes protoaglomerados ainda não apresentam temperaturas médias intra-aglomerados elevadas, e os modelos sugerem que não atingirão temperaturas tão elevadas durante milhares de milhões de anos. A SPT2349-56, por outro lado, parece ter progredido rapidamente, sugerindo que os nossos modelos de como as galáxias crescem e se tornam extremamente quentes estão incompletos.
SPT2349-56 e todos os protoclusters anteriores são tipicamente excêntricos Estrela Criação. O tamanho do SPT2349-56 é semelhante ao halo de estrelas mais antigas matéria escura Isso nos rodeia Via LácteaPortanto, as cerca de 30 galáxias membros do SPT2349-56 são pequenas. No entanto, eles não permanecerão pequenos por muito tempo. As estrelas são formadas nessas galáxias cinco mil vezes mais rápido do que na nossa galáxia, a Via Láctea, que produz uma média de menos de dez estrelas por ano.
“Queremos descobrir como é a formação estelar intensa em ação Buracos negros Esta atmosfera muito mais quente interage, e o que isso nos diz sobre como as galáxias atuais estão estruturadas”, disse Zhou. “Como é que tudo isto acontece ao mesmo tempo num sistema compacto tão jovem?”
Por enquanto, essa questão permanece sem resposta, mas os resultados até agora foram publicados em 5 de janeiro. Natureza.
