SXDF-XCLJ0218-0510: descoberto o aglomerado galáctico mais distante no Universo observável


A luz do aglomerado galáctico SXDF-XCLJ-218-0510 leva 9,6 bilhões de anos para chegar até nós. Nesta imagem temos uma visão do Universo jovem, quando este tinha ~4,2 bilhões de anos de idade.

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Um time internacional de astrônomos alemães e japoneses descobriu o aglomerado galáctico mais distante até agora já detectado cuja luz leva 9,6 bilhões de anos para chegar até nós. As observações em raios-X e no infravermelho mostraram que o aglomerado é dominado por galáxias antigas e massivas, o que sugere que estas galáxias se formaram quando o Universo ainda era muito jovem. Outras observações como esta e similares fornecem informações importantes tanto quanto a evolução galáctica, como também sobre a história antiga do Universo.

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Os aglomerados de galáxias são os maiores conjuntos de matéria ligada gravitacionalmente no Universo. A nossa Galáxia, a Via Láctea, faz parte do aglomerado de Virgem, que compreende de 1.000 a 2.000 galáxias. Ao observar as galáxias e aglomerados muito distantes da Terra, os astrônomos estão, na verdade, vasculhando o passado, pois a sua luz emitida levou bilhões de anos para alcançar nossos telescópios.

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O telescópio Subaru e o dispositivo MOIRCS

Uma colaboração internacional de astrônomos do Instituto Max Planck para a Física Extraterrestre, da Universidade de Tóquio e da Universidade de Kioto, identificou agora um dos aglomerados galácticos mais antigos já observados. O mapeamento feito pelo  telescópio Subaru ajudou a identificar os candidatos. As observações no infravermelho usando o telescópio Subaru contribuíram com a informação da distância. Uma faceta desta pesquisa consiste no uso de comprimentos de onda do espectro infravermelho, invisíveis ao olho nu humano. Isto é necessário por causa da expansão do Universo, onde as galáxias distantes se afastam de nós a grandes velocidades. Em conseqüência da velocidade de afastamento, o efeito Doppler desvia a sua luz visível para comprimentos de onda no vermelho e infravermelho. O dispositivo MOIRCS (Multi-Object Infrared Camera and Spectrometer) que está integrado ao telescópio Subaru trabalha em comprimentos de onda do espectro ‘quase-infravermelho’, onde as galáxias muito distantes em fuga veloz são mais luminosas.

“O instrumento MOIRCS tem uma capacidade extremamente poderosa de medir distâncias às galáxias. Isto foi o que tornou possível a nossa difícil observação,” afirma Masayuki Tanaka da Universidade de Tóquio. “Embora tenhamos confirmado só algumas galáxias massivas naquela distância, existem evidências convincentes de que este conjunto de galáxias é um aglomerado real e gravitacionalmente ligado.”

O observatório espacial XMM-Newton da ESA

O fato das galáxias individuais estarem ligadas pela gravidade foi confirmado por observações em um comprimento de onda totalmente diferente: os raio-X. A matéria entre as galáxias do aglomerado é aquecida até temperaturas extremas e emite luz em comprimentos de onda muito menores que o visível à vista desarmada. Por esta razão a equipe usou o observatório espacial XMM-Newton da ESA para observar esta radiação em raios-X.

“Apesar das dificuldades em recolher fótons em raios-X com um telescópio de tamanho similar a um telescópio de quintal, detectamos uma clara assinatura de gás quente no aglomerado,” explica Alexis Finoguenov do Instituto Max Planck para Física Extraterrestre.

Assim, a conjunção dos dados em diferentes comprimentos de onda levou à identificação inédita do aglomerado galáctico cuja luz levou 9,6 bilhões de anos para nos atingir, 400 milhões de anos a mais que o aglomerado anteriormente detentor deste recorde.

A análise dos dados recolhidos sobre galáxias individuais demonstra que o aglomerado contém já uma pletora de galáxias massivas e evoluídas, formadas cerca de 2 bilhões de anos antes. Tendo em vista que os processos dinâmicos de evolução galáctica são extremamente lentos, a presença destas galáxias requer que o aglomerado se agregue através da fusão de grupos massivos de galáxias, cada um alimentando a sua galáxia dominante. Assim, um aglomerado galáctico transforma-se no laboratório ideal para o estudo da evolução galáctica, em uma época na qual o Universo tinha cerca de ≈4,1 bilhões de anos de idade, menos de um-terço da sua idade atual.

Próximos passos

Dado que estes distantes aglomerados galácticos são importantes exemplos da estrutura a larga-escala e das flutuações de densidade primordial no Universo, observações semelhantes no futuro irão fornecer dados importantes para os cosmologistas. estes resultados obtidos demonstram que as capacidades infravermelhas atuais conseguem fornecer uma análise detalhada das populações galácticas distantes e que a combinação com dados em raios-X se torna numa nova e poderosa ferramenta. A equipe prosseguirá na pesquisa e está à procura de aglomerados galácticos ainda mais distantes.

Fontes

MPE (Max Planck Institute): Most distant galaxy cluster revealed by invisible light

Universe Today: Team Finds Most-Distant Galaxy Cluster Ever Seen

Bad Astronomy Blog: Galaxy cluster at the edge of the Universe

Astronomy.com: Invisible light reveals the most distant cluster of galaxies [Scientists found a distant cluster of galaxies 9.6 billion light-years away in the constellation Cetus]

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