ESO / M. Kornmesser
Quase no fim do universo observável, uma imensa colisão cósmica, que envolveu 14 galáxias jovens, pode ter dado lugar a uma das maiores megaestruturas do Universo: um aglomerado de galáxias gravitacionalmente ligado à matéria escura e que nada em um “mar” de gás ionizado quente.
Usando o Atacama Large Millimeter / Submilimeter Array (ALMA), uma equipe internacional de cientistas descobriu a concentração surpreendentemente densa prestes a se fundir, formando o núcleo do que eventualmente se tornará um aglomerado colossal.
Esse proto-aglomerado está localizado a aproximadamente 12,4 bilhões de anos-luz de distância, o que significa que sua luz começou a viajar até nós quando o Universo tinha apenas 1,4 bilhão de anos, cerca de um décimo da sua idade atual.
As suas galáxias individuais formam estrelas até mil vezes mais rápido que a nossa galáxia e estão amontoadas dentro de uma região do espaço com apenas três vezes o tamanho da Via Láctea. O aglomerado de galáxias resultante certamente fará frente a alguns dos aglomerados mais massivos que vemos hoje no Universo.
“Ter encontrado um imenso aglomerado de galáxias em formação é espetacular. Mas o fato de isso estar acontecendo tão cedo na história do Universo representa um desafio formidável para a nossa compreensão atual do modo como as estruturas se formam no Universo”, aponta Scott Chapman, astrofísico da Universidade Dalhousie, no Canadá, especialista em cosmologia observacional que estuda as origens das estruturas no Universo e a evolução das galáxias.
Durante os primeiros milhões de anos da história cósmica, a matéria normal e a matéria escura começaram a se agregar em concentrações cada vez maiores, dando origem aos aglomerados de galáxias, os maiores objetos do Universo observável.
Com massas comparáveis a um trilhão de sóis, os aglomerados podem conter até mil galáxias, grandes quantidades de matéria escura, buracos negros gigantescos e gases emissores de raios-X que atingem temperaturas superiores a 1 milhão de graus.
As teorias atuais e os modelos computacionais sugeriam, entretanto, que proto-aglomerados tão massivos como o observado pelo ALMA deveriam ter demorado muito mais para evoluir.
“Como o conjunto de galáxias ficou tão grande em tão pouco tempo é um mistério. Não foi construído gradualmente, ao longo de bilhões de anos, como os astrônomos esperavam”, disse Tim Miller, que faz um doutorado na Universidade de Yale e coautor do estudo.
“Essa descoberta oferece uma oportunidade incrível para estudar como aglomerados de galáxias e suas galáxias gigantescas se uniram nesses ambientes extremos.”
Esse proto-aglomerado galático específico, chamado de SPT2349-56, foi observado pela primeira vez como uma leve mancha de luz milimétrica em 2010 com o Telescópio do Polo Sul da National Science Foundation.
Observações de acompanhamento com o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ajudaram a confirmar que esse era, de fato, uma fonte galática extremamente distante e digna de observações de acompanhamento com o ALMA.
A resolução superior e a sensibilidade do ALMA permitiram aos astrônomos distinguir nada menos que 14 objetos individuais em uma região do espaço incrivelmente pequena, confirmando que o objeto era um proto-aglomerado num estágio muito inicial de desenvolvimento.
A extrema distância desse conjunto e os componentes claramente definidos oferecem aos astrônomos uma oportunidade sem precedentes de estudar alguns dos primeiros passos da formação de aglomerados menos de 1,5 bilhão de anos após o Big Bang.
Usando os dados do ALMA como as condições iniciais para simulações computacionais sofisticadas, os cientistas conseguiram demonstrar como essa coleção atual de galáxias provavelmente crescerá e evoluirá ao longo de milhões de anos.
“O ALMA nos deus, pela primeira vez, um ponto de partida claro para prever a evolução de um aglomerado de galáxias. Com o tempo, as 14 galáxias que observamos irão parar de formar estrelas e irão colidir e se aglutinar em uma única galáxia gigantesca”, garante Chapman.
A segunda do tipo
O proto-aglomerado descoberto pelo ALMA no início do Universo é uma descoberta rara, mas não é a primeira. É uma de duas recentes descobertas de aglomerados desse tipo em um período em que supostamente não deveriam estar lá.
Uma equipe de cientistas anunciou que também encontraram um proto-aglomerado de 10 galáxias no início do Universo em setembro do ano passado. É possível descobrir todo o tipo de coisa que se forma no início do Universo – estrelas, galáxias, aglomerados – mas o tamanho e a composição desses proto-aglomerados é um enigma.
“Acredita-se que a duração dessas galáxias seja relativamente curta, porque consomem o gás a uma taxa extraordinária”, explicou o astrofísico Iván Oteo, da Universidade de Edimburgo, principal autor do artigo publicado semana passada na Nature.
“Em qualquer momento, em qualquer canto do Universo, essas galáxias são geralmente minoria. Por isso, encontrar numerosas galáxias assim brilhando ao mesmo tempo é muito confuso e algo que ainda temos que entender.”
Ciberia // HypeScience / ZAP
