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set 22

SpARCS1049+56: Astrônomos estudam aglomerado de galáxias com núcleo passando por violento surto de formação estelar

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Imagem do aglomerado de galáxias SpARCS1049 cujo núcleo foi flagrado em surto explosivo de formação estelar, conforme observações do Spitzer e do Hubble. Créditos: NASA/STScI/ESA/JPL-Caltech/McGill

Um time internacional de astrônomos descobriu um aglomerado gigantesco de galáxias com um núcleo repleto de estrelas novas. Trata-se de um achado incrivelmente raro. A descoberta, realizada com a ajuda do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, é a primeira que mostra que as galáxias gigantes no centro de aglomerados colossais podem crescer significativamente ao se alimentarem de gás “roubado” de outras galáxias.

Os aglomerados de galáxias são vastas famílias de galáxias gravitacionalmente ligadas entre si. A nossa Galáxia, a Via Láctea, reside dentro de um pequeno grupo de galáxias conhecido como Grupo Local, o qual é membro do massivo superaglomerado de galáxias Laniakea.

As galáxias nos centros dos aglomerados são geralmente constituídas por fósseis estelares, isto é, de estrelas antigas, vermelhas ou mortas. No entanto, os astrônomos descobriram agora uma galáxia gigante no centro de um aglomerado chamado SpARCS1049+56 que parece contrariar a tendência, uma galáxia que está formando estrelas novas a um ritmo alucinante.

Tracy Webb da Universidade McGill, em Montreal, no Canadá, autora principal do artigo publicado no The Astrophysical Journal, explicou:

Pensamos que essa galáxia gigante no centro deste aglomerado está fabricando furiosamente estrelas novas depois de uma fusão com uma galáxia menor.

A galáxia foi descoberta primariamente com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA e o Telescópio do Canadá-França-Hawaii, localizado em Mauna Kea, Havaí. O achado foi confirmado através do Observatório W. M. Keck, também em Mauna Kea. Observações posteriores, usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, permitiram aos astrônomos explorarem a atividade da galáxia SpARCS1049+56.

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Esta imagem construída a partir de dados do Spitzer e do Hubble, mostra a região central do aglomerado de galáxias SpARCS1049. A galáxia mais brilhante do aglomerado (Brightest Cluster Galaxy), no centro, está atualmente sofrendo uma “fusão molhada” que produz quantidades enormes de estrelas novas. Aqui também está visível a cauda de maré (Tidal Tail), a assinatura do evento de fusão. Créditos: NASA/STScI/ESA/JPL-Caltech/McGill

O aglomerado de galáxias SpARCS1049+56 está tão longe que a sua luz demora 9,8 bilhões de anos a chegar até a Terra. O aglomerado hospeda pelo menos 27 galáxias e tem uma massa total equivalente a 400 bilhões de vezes a massa do Sol. No entanto, trata-se de um aglomerado genuinamente único em um aspecto: a presença de um ‘coração vibrante’ de estrelas novas. A galáxia mais brilhante do aglomerado, a BCG [1], é justamente a que está fabricando freneticamente novas estrelas, a um ritmo de 800 estrelas por ano. Por comparação, a nossa Via Láctea forma no máximo duas estrelas por ano!

O coautor do artigo Adam Muzzin, membro da Universidade de Cambridge, Reino Unido, comentou:

Os dados do Spitzer mostram uma verdadeiramente gigantesca quantidade de formação estelar no coração deste aglomerado, algo raramente visto e certamente inédito em um aglomerado tão distante.

O Spitzer captura a radiação no infravermelho, por isso pode detectar a emissão do calor proveniente das regiões escondidas e poeirentas de formação estelar. Os estudos subsequentes através do Hubble, no espectro visível, ajudaram a identificar a causa da formação de novas estrelas. Parece que uma galáxia menor se fundiu recentemente com o monstro galáctico no centro do aglomerado, emprestando o seu gás e desencadeando um episódio furioso de nascimento estelar.

Muzzin esclareceu:

Nós nos baseamos em nossas outras observações e utilizamos o Hubble para explorar a galáxia em profundidade e não ficamos desapontados. O Hubble descobriu uma fusão descontrolada no centro deste aglomerado. Nós detectamos características que parecem com as ‘contas de um colar’.

As “contas de um colar” (heic1414) são sinais indicativos de algo conhecido como uma “fusão molhada”. As “fusões molhadas” ocorrem quando galáxias ricas em gás colidem e este gás é convertido rapidamente em novas estrelas.

A nova descoberta é um dos primeiros casos conhecidos de uma “fusão molhada” no núcleo de um aglomerado de galáxias. O Hubble já tinha anteriormente observado outro aglomerado de galáxias próximo contendo uma “fusão molhada”, mas não formava estrelas nesse ritmo tão frenético. Outros aglomerados de galáxias crescem em massa através de fusões secas [2], ou graças ao desvio de gás para os seus centros. Por exemplo, o mega aglomerado de galáxias conhecido como o Aglomerado da Fênix cresce em tamanho absorvendo o gás que flui para o seu centro.

Os astrônomos agora visam explorar o quão comum é este tipo de mecanismo nos aglomerados de galáxias. Será que existem outros “comedores caóticos” semelhantes a SpARCS1049+56, que também devoram galáxias ricas em gás? SpARCS1049+56 pode ser um “outlier” ou pode representar um tempo no Universo primordial em que a alimentação desenfreada era a lei.

Os resultados foram divulgados no artigo intitulado “An Extreme Starburst in the Core of a Rich Galaxy Cluster at z = 1.7”, assinado por Tracy Webb  et al. e publicado no The Astrophysical Journal em 21 de agosto de 2015.

Notas

[1] Em geral, no núcleo da maioria dos aglomerados de galáxias reside uma galáxia principal chamada de a galáxia mais brilhante do aglomerado (Brightest Cluster Galaxy – BCG). No aglomerado SpARCS1049+56 esta galáxia com surto de formação estelar é a BCG do grupo.

[2] Fusões secas envolvem a junção de duas galáxias com déficit de gás. Na fusão seca ambas as galáxias apenas juntam as estrelas existentes e não ocorrem surtos de formação estelar.

Fonte

Hubble/ESA: heic1519 — Astronomers find galaxy cluster with bursting heart — Hubble, Spitzer, and the Canada-France-Hawaii Telescope join forces for rare cosmic find

Artigo Científico

An Extreme Starburst in the Core of a Rich Galaxy Cluster at z = 1.7

._._.

1508.04982v1-An-Extreme-Starburst-in-the-Core-of-a-Rich-Galaxy-Cluster-at-z-1.7

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