Hoje vamos falar sobre um fenômeno fascinante que ocorre no universo: a fusão de galáxias. Recentemente, um grupo de galáxias mergulhou no aglomerado de galáxias Coma e abandonou uma enorme cauda de gás superaquecido. Vamos entender melhor o que isso significa e como esse evento pode nos ajudar a entender o universo.
Antes de tudo, é importante entender o que é um aglomerado de galáxias. Como o próprio nome sugere, é um grupo de galáxias que estão próximas umas das outras e que estão ligadas gravitacionalmente. O aglomerado de galáxias Coma é um dos mais próximos de nós, estando a cerca de 320 milhões de anos-luz de distância.
Agora, vamos falar sobre a fusão de galáxias. Quando duas galáxias se aproximam, a gravidade começa a agir e as galáxias começam a se atrair. Com o tempo, elas se aproximam cada vez mais e acabam se fundindo em uma única galáxia. Esse processo pode levar milhões de anos e é extremamente violento, com estrelas sendo lançadas para longe e gás sendo comprimido e aquecido.
No caso do grupo de galáxias que mergulhou no aglomerado de galáxias Coma, o processo de fusão ainda não foi concluído. As galáxias estão se aproximando cada vez mais, mas ainda não se fundiram completamente. O resultado disso é uma enorme cauda de gás superaquecido que está sendo abandonada.
Essa cauda de gás é extremamente importante para os astrônomos, pois ela contém informações valiosas sobre o processo de fusão. Ao estudar a cauda de gás, os astrônomos podem entender melhor como as galáxias estão interagindo e como elas irão se fundir no futuro. Além disso, a cauda de gás também pode nos ajudar a entender melhor como as galáxias evoluem ao longo do tempo.
Mas por que é tão importante entender a fusão de galáxias? Bem, a resposta é simples: as galáxias são os principais componentes do universo e entender como elas se formam e evoluem é fundamental para entendermos o universo como um todo. Além disso, a fusão de galáxias pode ter impactos significativos em nosso próprio sistema solar. Por exemplo, se a Via Láctea colidir com outra galáxia no futuro, isso poderia afetar a órbita dos planetas em nosso sistema solar.
Os astrônomos treinaram o Observatório de Raios-X Chandra da NASA no grupo de galáxias NGC 4839. Grupos de galáxias são coleções de cerca de 50 galáxias ou menos que estão ligadas pela gravidade. Os aglomerados de galáxias são ainda maiores e podem conter centenas ou milhares de galáxias individuais.
Tanto os aglomerados de galáxias quanto os grupos de galáxias são envolvidos por enormes quantidades de gás quente que são melhor estudados usando raios-X. Essas piscinas superaquecidas de gás, embora extremamente finas e difusas, representam uma parte significativa da massa em grupos de galáxias ou aglomerados e são cruciais para entender esses sistemas.
O NGC 4839 está localizado perto da borda do aglomerado de galáxias Coma, um dos maiores aglomerados conhecidos no universo, a cerca de 340 milhões de anos-luz de distância. À medida que o NGC 4839 se move em direção ao centro do aglomerado Coma, o gás quente no grupo de galáxias é retirado por sua colisão com o gás no aglomerado. Isso resulta na formação de uma cauda atrás do grupo de galáxias.
A imagem à esquerda mostra uma visão de raios-X do aglomerado de galáxias Coma tirada com o XMM-Newton da ESA (Agência Espacial Europeia) (azul), juntamente com dados ópticos do Sloan Digital Sky Survey (amarelo). O grupo de galáxias NGC 4839 está localizado no canto inferior direito dessa imagem. A imagem à direita é a imagem Chandra (roxa) da região delimitada pelo quadrado. A cabeça da cauda do NGC 4839 está no lado esquerdo da imagem Chandra e contém a galáxia mais brilhante do grupo e o gás mais denso. A cauda se estende à direita. (A imagem Chandra foi girada para que o norte esteja cerca de 30 graus à esquerda da vertical.)
Os raios-X do gás quente nas regiões externas do aglomerado Coma – que o NGC 4839 está atravessando – são muito fracos para serem vistos na imagem XMM mostrada aqui, mas são destacados em uma imagem suplementar, apenas XMM. Este mosaico de imagens mostra lacunas entre imagens individuais onde os dados não foram obtidos e buracos escuros onde as fontes pontuais de raios-X foram removidas.
Esta cauda é, na verdade, 1,5 milhão de anos-luz de comprimento, ou centenas de milhares de vezes a distância entre o Sol e a estrela mais próxima, tornando-a a cauda mais longa já vista atrás de um grupo de galáxias.
O brilho atual da cauda dá aos astrônomos uma chance especial de estudar a física do gás da cauda antes que ele se misture com o gás quente no aglomerado e se torne muito fraco para estudar. O gás na cauda atrás do NGC 4839 acabará por se fundir com a grande quantidade de gás quente já presente no Aglomerado Coma.
Usando os dados do Chandra para analisar o gás na frente do grupo de galáxias, os pesquisadores encontraram uma onda de choque – semelhante a um estrondo sônico de um jato supersônico – mostrando que o NGC 4839 está viajando a cerca de 3 milhões de milhas por hora através do aglomerado de galáxias. A localização da onda de choque é destacada em uma versão rotulada da imagem.
Eles também estudaram a quantidade de turbulência no gás da cauda. Para uma analogia familiar, a turbulência descreve os movimentos irregulares do ar em nossa atmosfera que podem causar voos turbulentos em aviões. Eles encontraram uma quantidade moderada de turbulência, o que implica que a condução de calor no NGC 4839 é baixa.
A equipe também viu possíveis evidências de estruturas especiais chamadas instabilidades de Kelvin-Helmholtz em um lado da cauda. Os cientistas encontram essas estruturas em vários ambientes no espaço e na Terra, incluindo em formas de nuvens. Eles são causados por diferenças na velocidade de camadas adjacentes de gás ou fluido em movimento. A presença de instabilidades de Kelvin-Helmholtz no NGC 4839 sugere que o gás na cauda tem um campo magnético fraco ou um baixo nível de viscosidade. (A água, por exemplo, é menos viscosa do que o mel.) As localizações das instabilidades de Kelvin-Helmholtz são dadas em uma imagem Chandra rotulada e uma versão da imagem Chandra que foi processada para enfatizar regiões na imagem com bordas mais nítidas.
Pesquisadores que analisaram observações anteriores do NGC 4839 estimaram que sua cauda tem pelo menos um milhão de anos-luz de comprimento. Os novos dados do Chandra revelam o novo recorde de 1,5 milhão de anos-luz de comprimento. (As caudas atrás de três outros grupos de galáxias que caem em aglomerados de galáxias têm entre 800.000 e um milhão de anos-luz de comprimento.)
O Aglomerado Coma (Abell 1656) é um grande aglomerado de galáxias que contém mais de 1.000 galáxias identificadas. Juntamente com o Aglomerado Leo (Abell 1367), é um dos dois principais aglomerados que compõem o Superaglomerado Coma. Ele está localizado e leva onome da constelação Coma Berenices, a aproximadamente 321 milhões de anos-luz de distância da Terra. O aglomerado abrange mais de 20 milhões de anos-luz de diâmetro e tem uma massa de aproximadamente 1,39 x 10^15 massas solares, tornando-o um dos maiores objetos conhecidos no universo.
O aglomerado de galáxias Coma é um dos primeiros lugares onde foram observadas galáxias anãs em forma de esfera, que são muito comuns no universo, mas anteriormente eram pouco compreendidas. O aglomerado também contém uma grande quantidade de matéria escura, que é evidente pela quantidade de massa deduzida a partir do movimento das galáxias dentro do aglomerado, em comparação com a massa total de todas as galáxias visíveis.
O estudo do aglomerado de galáxias Coma e a descoberta da cauda de gás superaquecido do NGC 4839 são um exemplo perfeito de como a astronomia de raios-X pode fornecer informações únicas sobre o universo. Através do estudo de raios-X, os astrônomos podem observar fenômenos que seriam invisíveis em outras partes do espectro eletromagnético, como a formação de caudas de gás superaquecido e a interação de galáxias com o meio intergaláctico.
A descoberta da cauda de gás superaquecido do NGC 4839 também tem implicações para a nossa compreensão da formação e evolução dos aglomerados de galáxias. Acredita-se que os aglomerados de galáxias se formem através de um processo chamado “hierarquia cósmica”, onde pequenos grupos de galáxias se fundem para formar aglomerados maiores. A observação do NGC 4839 e sua cauda de gás superaquecido fornece uma visão direta desse processo em ação.
Além disso, a cauda de gás superaquecido também nos dá uma visão única da interação entre as galáxias e o meio intergaláctico. À medida que o NGC 4839 se move através do aglomerado Coma, o gás quente dentro do grupo de galáxias é arrancado e deixado para trás, formando a cauda. Este processo, conhecido como “stripping de gás”, é uma das principais maneiras pelas quais as galáxias perdem matéria e é um fator chave na evolução das galáxias.
A descoberta da cauda de gás superaquecido do NGC 4839 também tem implicações para a nossa compreensão da física do gás intergaláctico. A cauda fornece um laboratório natural para o estudo de fenômenos como ondas de choque e instabilidades de Kelvin-Helmholtz, que são características importantes do gás intergaláctico. Além disso, a cauda também nos permite estudar a condutividade térmica e a viscosidade do gás intergaláctico, que são propriedades fundamentais que afetam como o gás se comporta e evolui.
Em conclusão, a descoberta da cauda de gás superaquecido do NGC 4839 no aglomerado de galáxias Coma é um marco importante na nossa compreensão do universo. Ela nos dá uma visão única da formação e evolução dos aglomerados de galáxias, da interação entre as galáxias e o meio intergaláctico, e da física do gás intergaláctico. E com o avanço contínuo da tecnologia de observação de raios-X, sem dúvida haverá muitas mais descobertas emocionantes no futuro.
Espero que você tenha gostado desta viagem pelo universo! Continue nos acompanhando para mais descobertas fascinantes sobre o cosmos. Até a próxima!
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