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maio 04

Galáxia elíptica gigante M87 expulsa um aglomerado globular

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Esta impressão artística mostra HVGC-1 escapando da galáxia elíptica M87. HVGC-1 é o primeiro aglomerado globular em fuga já descoberto pelos astrônomos. HVGC-1 está destinado a vagar para sempre no espaço intergaláctico. Crédito: David A. Aguilar (CfA)

A super galáxia M87 arremessou um aglomerado estelar em nossa direção a mais de 1.000 km/s. O recém-descoberto aglomerado, que os astrônomos chamaram de HVGC-1, está agora em uma viagem veloz pelo vazio. O seu destino será voar à deriva entre galáxias.

Nelson Caldwell do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica, autor principal do estudo, publicado na revista The Astrophysical Journal Letters e está disponível online, afirmou:

Os astrônomos já descobriram diversas estrelas em fuga (estrelas super velozes), mas esta é a primeira vez que encontramos um aglomerado estelar globular inteiro em fuga.

A sigla “HVGC” em HVGC-1 significa HyperVelocity Globular Cluster (aglomerado globular hiperveloz). O número 1 significa que se trata do primeiro objeto desta categoria. Os aglomerados globulares são relíquias do Universo primordial. Estes agrupamentos em geral abrigam milhares de estrelas amontoadas em uma esfera com apenas poucas dúzias de anos-luz de diâmetro. A Via Láctea abriga cerca de 150 aglomerados globulares. A galáxia elíptica gigante M87, em contrapartida, hospeda cerca de 15.000 destes.

Como acontece muitas vezes em descobertas astronômicas, um golpe de sorte ajudou os astrônomos a encontrar HVGC-1. A equipe da descoberta tem estado por anos estudando as vizinhanças ao redor da M87. Primeiro classificaram alvos por cor em ordem a distinguir estrelas e galáxias, de aglomerados globulares. O time de astrônomos usou seguidamente o dispositivo Hectospec do Telescópio MMT no Arizona, EUA, para examinar em detalhe centenas de aglomerados globulares.

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Imagem do aglomerado globular HVGC-1, obtida pelo Telescópio do Canadá-França-Havaí. O aglomerado hiperveloz viaja em nossa direção com a velocidade radial de 1.025 km/s. Crédito: CFHT

Através de análises computacionais os astrônomos conseguiram processar os dados e calcular a relativa velocidade de cada aglomerado. Eventuais irregularidades foram examinadas manualmente. A maioria das divergências foram consideradas como falhas, mas, no caso do aglomerado HVGC-1 foi diferente, sua velocidade incrivelmente elevada era, de fato, verdadeira.

Jay Strader, Universidade Estatal do Michigan, coautor do estudo, destacou:

Nós não esperávamos encontrar algo que se movesse tão rápido.

Como é que o aglomerado HVGC-1 foi expulso a uma velocidade tão grande?

 Os astrônomos sugerem um cenário possível pode ser consequência da presença de um par de buracos negros supermassivos no núcleo da galáxia M87. Possivelmente o aglomerado estelar circulou perto demais destes. Muitas das suas estrelas exteriores foram arrancadas, mas o núcleo denso do aglomerado permaneceu coeso. Os dois buracos negros, em seguida, agiram como uma catapulta [interação entre 3 corpos], arremessando o aglomerado para longe a uma velocidade gigantesca [>2.300 km/s em relação à velocidade sistêmica do superaglomerado de Virgem]. A massa do buraco negro supermassivo central na M87 foi estimada em 6,4 bilhões de vezes a massa do Sol (leia: Os buracos negros galácticos supermassivos são muito maiores do que pensávamos?)

HVGC-1 viaja tão rápido que superou a velocidade de escape galáctica e está condenado a escapar completamente de M87. De fato, estima-se que HVGC-1 pode até já ter deixado para trás as bordas da M87 e estar navegando no espaço intergaláctico.

Diagrama das velocidades das estrelas (stars), aglomerados globulares (GCs) e galáxias (galaxies) através do super aglomerado de Virgem. HVGC-1 está marcado na extrema esquerda e se destaca do grupo. Crédito: Caldwell et al.

Diagrama das velocidades das estrelas (stars), aglomerados globulares (GCs) e galáxias (galaxies) através do super aglomerado de Virgem. HVGC-1 está marcado na extrema esquerda e se destaca radicalmente do grupo com a velocidade radial de -1.025 km/s. Crédito: Caldwell et al. [arXiv:1402.6319v2 página 2]

Os cientistas resumem as descobertas no abstract:

Nós relatamos a descoberta de um objeto perto de M87 no superaglomerado de galáxias de Virgem com um desvio para o azul [blueshift] extraordinário de -1.025 km/s, seu deslocamento a partir da velocidade sistêmica é > 2.300 km/s. Avaliação fotométrica e dados espectroscópicos fornecem fortes evidências de que esse objeto é um aglomerado globular massivo distante, que chamamos de HVGC-1 em analogia as estrelas com hipervelocidade galácticas. Nós consideramos, mas descartamos interpretações mais exóticas, como um sistema de estrelas vinculadas a um buraco negro recuando. As chances de se observar um objeto tão extremo quanto HVGC-1 em uma distribuição virializada de objetos dentro de aglomerados são pequenas; parece mais provável que o aglomerado globular foi (ou está sendo) ejetado do aglomerado de galáxias de Virgem depois de sofrer uma interação de três corpos. A natureza da interação não é clara e poderia envolver um subhalo ou um buraco negro supermassivo binário no centro da galáxia M87.

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A galáxia elíptica M87 capturada pelo Hubble. Note o jato de plasma gigantesco emitido pelo buraco negro supermassivo central cuja massa foi estimada em 6,4 bilhões de vezes a massa do Sol. Crédito: Hubble/STScI

O artigo intitulado “A Globular Cluster Toward M87 with a Radial Velocity < -1000 km/s: The First Hypervelocity Cluster” foi assinado por Nelson Caldwell (CfA), Jay Strader (Michigan St), Aaron J. Romanowsky (San Jose St/Santa Cruz), Jean P. Brodie (Santa Cruz), Ben Moore (Zurich), Jurg Diemand (Zurich), Davide Martizzi (Berkeley) e atualizado (versão 2) em 04 de abril de 2014.

Fontes

Physorg: Entire star cluster thrown out of its galaxy

Universe Today: ‘Runaway’ Star Cluster Breaks Free from Distant Galaxy

Harvard Smithsonian CfA: Entire Star Cluster Thrown Out of its Galaxy

Artigo Científico

Arxiv.org: A Globular Cluster Toward M87 with a Radial Velocity < -1000 km/s: The First Hypervelocity Cluster

._._.

1 menção

  1. Astrônomos analisam três Supernovas Ia que explodiram longe das suas casas, no espaço intergaláctico » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] determinou que as galáxias situadas em aglomerados gigantescos sofrem forças gravitacionais e expelem para o espaço intergaláctico cerca de 15% das estrelas. Os aglomerados têm tanta massa que as estrelas desgarradas permanecem […]

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