Uma equipe internacional de astrônomos relata a descoberta de objetos que parecem ser uma acumulação emergente de galáxias em formação – conhecido como um protoaglomerado.
“Esta descoberta é um passo importante para alcançar nosso objetivo final: compreender a montagem de aglomerados de galáxias, as estruturas mais massivas que existem no universo”, disse Brenda Frye, professora associada de astronomia do Observatório Steward da Universidade do Arizona e uma co -autora do estudo.
Para citar um análogo local, a Via Láctea, a galáxia que abriga nosso sistema solar, pertence a um aglomerado de galáxias conhecido como Grupo Local, que por sua vez faz parte do superaglomerado de Virgem. Mas como era um superaglomerado como Virgem 11 bilhões de anos atrás?
“Ainda sabemos muito pouco sobre protoaglomerados, em parte porque eles são muito fracos, muito fracos para serem detectados por luz óptica”, disse Frye. Ao mesmo tempo, eles são conhecidos por irradiar intensamente em outros comprimentos de onda, como o submilimétrico. ”
Inicialmente descoberto pelo telescópio Planck da Agência Espacial Europeia como parte de uma pesquisa de todo o céu, este protoaglomerado apareceu com destaque na região do infravermelho distante do espectro eletromagnético. Peneirando uma amostra de mais de 2.000 objetos candidatos – estruturas que poderiam estar em processo de se tornar aglomerado – os pesquisadores encontraram um protoaglomerado designado como PHz G237.01 + 42.50, ou G237. As observações pareciam promissoras, mas para confirmar sua identidade foram necessárias observações de acompanhamento com outros telescópios.
Liderada por Mari Polletta no Instituto Nacional de Astrofísica, ou INAF em Milão, Itália, a equipe conduziu as observações usando a potência combinada do Grande Telescópio Binocular no Arizona, que é gerenciado pelo UArizona, e o Telescópio Subaru no Japão. Como resultado deste estudo combinado, a equipe identificou 63 galáxias pertencentes ao protoaglomerado G237. A descoberta original foi publicada em um artigo e observações de acompanhamento também foram obtidas usando dados de arquivo, do Observatório Espacial Herschel e o Telescópio Espacial Spitzer.
“Você pode pensar em protoaglomerados de galáxias como o G237 como um estaleiro de galáxias no qual galáxias massivas estão sendo montadas, apenas esta estrutura existia em uma época em que o universo tinha 3 bilhões de anos”, disse Frye. “Ao mesmo tempo, a genealogia pode estar mais próxima do que você pensa. Como o universo é homogêneo e o mesmo em todas as direções, pensamos que a Via Láctea pode ter ancorado em um nó de protoaglomerado semelhante ao G237 quando era muito jovem.”
No início, as observações do G237 implicaram em uma taxa total de formação de estrelas que era irrealisticamente alta, e a equipe lutou para dar sentido aos dados. O protoaglomerado G237 parecia estar formando estrelas a uma taxa de 10.000 vezes a da Via Láctea, observam os autores. Nesse ritmo, espera-se que o protoaglomerado consuma rapidamente seu combustível estelar e, subsequentemente, se estabeleça em um sistema complexo semelhante ao superaglomerado de Virgem.
“Cada uma das 63 galáxias descobertas até agora no G237 era como uma fábrica de estrelas”, disse Frye. “É como se as galáxias estivessem trabalhando em horas extras para reunir estrelas. A taxa de produção era insustentável. Com esse ritmo, as cadeias de abastecimento devem quebrar em um futuro próximo, e de uma forma que desligue permanentemente o estaleiro de galáxias. ”
Esses altos rendimentos só podem ser mantidos por uma injeção contínua de combustível, que para as estrelas é o gás hidrogênio. Frye disse que o resultado exigia uma cadeia de abastecimento eficiente e ininterrupta que atraía quantidades excessivamente grandes de gás fresco para abastecer as fábricas de formação de estrelas.
“Não sabemos de onde vinha aquele gás”, disse ela.
Mais tarde, a equipe descobriu que parte da luz vinha de galáxias não relacionadas ao protoagloerado, mas mesmo depois que a luz irrelevante foi removida, a taxa total de formação de estrelas permaneceu alta, pelo menos mil massas solares por ano, de acordo com Poletta. Para efeito de comparação, a Via Láctea produz cerca de uma massa solar a cada ano.
“A imagem que reunimos agora é a de um estaleiro de galáxias bem-sucedido que está trabalhando com alta eficiência para reunir galáxias e estrelas dentro delas e tem um suprimento de energia mais sustentável”, disse Frye.
Todas as galáxias do universo fazem parte de uma estrutura gigante que se assemelha a uma forma de teia de aranha tridimensional chamada teia cósmica. Os filamentos da teia cósmica se cruzam nos nós, o que equivale aos estaleiros de galáxias na analogia usada aqui.
“Acreditamos que os filamentos medeiam a transferência de gás hidrogênio do meio difuso do espaço intergaláctico para essas estruturas de protoaglomerados famintas e recém-formadas nos nodos”, disse Frye.
Apontando para pesquisas futuras, Polletta disse: “Estamos no processo de analisar mais observações sobre este e outros protoaglomerados do Planck com o objetivo de rastrear o gás que dá origem a essas estrelas recém-formadas e alimenta os buracos negros supermassivos, para determinar sua origem e explicar a atividade extraordinária observada. ”
Frye disse que está ansiosa para combinar dados do Grande Telescópio Binocular com observações planejadas usando o Telescópio Espacial James Webb, a ser lançado em dezembro.
“Os protoaglomerados oferecem uma oportunidade de investigar as questões-chave da astronomia que apenas este novo observatório pode responder”, disse ela, “como quais mecanismos impulsionam a formação estelar prodigiosa e quando o suprimento de hidrogênio acabará, forçando este estaleiro galáctico a fechar seu portas e se transformar em um superaglomerado semelhante ao que está a nossa Via Láctea?”.
Fonte:
https://www.lbto.org/G237.html
https://www.aanda.org/articles/aa/pdf/2021/10/aa40612-21.pdf
