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dez 30

Caçada XXL de Aglomerados de Galáxias – Observações obtidas com os telescópios do ESO fornecem terceira dimensão crucial para sondar o lado escuro do Universo

http://www.eso.org/public/images/eso1548a/

Esta imagem mostra o campo sul do XXL (XXL-S), um dos dois campos observados pelo rastreamento XXL. O XXL é o maior rastreamento de aglomerados de galáxias jamais executado e nos dá a melhor vista até hoje do céu profundo em raios X. O rastreamento foi executado pelo observatório XMM-Newton da ESA. Observações adicionais vitais para medir as distâncias aos aglomerados de galáxias foram obtidas nos observatórios do ESO. A área que mostramos nesta imagem foi obtida com cerca de 220 observações do XMM-Newton e, vista no céu, teria uma área bidimensional — ou seja, sem levar em linha de conta a profundidade explorada no rastreamento — de 100 vezes a área da Lua Cheia (a qual cobre cerca de meio grau do céu). Os círculos vermelhos mostram os aglomerados de galáxias detectados pelo rastreamento. Juntamente com o outro campo — o campo norte do XXL (XXL-N) — foram descobertos cerca de 450 aglomerados neste rastreamento, que os mapeou até uma altura em que o Universo tinha apenas metade da sua idade atual. A imagem mostra também algumas das 12.000 galáxias detectadas no campo, que apresentam núcleos muito brilhantes contendo buracos negros. Créditos: ESA/XMM-Newton/XXL survey consortium/(S. Snowden, L. Faccioli, F. Pacaud)

Os telescópios do ESO forneceram a uma equipe internacional de astrônomos a terceira dimensão na maior caçada até hoje das maiores estruturas gravitacionalmente ligadas do Universo — os aglomerados de galáxias. Observações obtidas pelo VLT e pelo NTT complementam as capturadas por outros observatórios em todo o mundo e no espaço, no âmbito do rastreamento XXL — uma das maiores buscas destes aglomerados.

Os aglomerados de galáxias são conjuntos massivos de galáxias que abrigam enormes reservatórios de gás quente — as temperaturas são tão elevadas que se produzem raios X. Estas estruturas são úteis para os astrônomos porque se pensa que a sua construção é influenciada pelas componentes mais estranhas do Universo — a matéria escura e a energia escura. Por isso, ao estudar as suas propriedades em diferentes fases da história do Universo, os aglomerados de galáxias podem ajudar-nos a compreender melhor o lado escuro do Universo.

A equipe, composta por mais de 100 astrônomos de todo o mundo, começou uma busca destes monstros cósmicos em 2011. Apesar da radiação de raios X de alta energia que revela a sua localização ser absorvida pela atmosfera terrestre, podemos detectá-la com a ajuda de observatórios de raios X colocados no espaço. Assim, combinou-se um rastreamento realizado pelo XMM-Newton da ESA — executado com a maior quantidade de tempo de observação já concedido neste telescópio — com observações do ESO e doutros observatórios. O resultado é uma enorme e crescente coleção de dados que cobre todo o espectro eletromagnético [1], coletivamente chamada rastreamento XXL.

http://www.eso.org/public/images/eso1548b/

Esta imagem mostra uma visão de raios X de um aglomerado distante (imagem azul onde se vê claramente os pixels, obtida pelo satélite XMM do ESA) sobreposta a uma imagem do céu obtida a partir do solo — pelo telescópio Canada France Hawaii. Alguns dos objetos mais brilhantes em raios X são galáxias cujos centros brilhantes estão sendo alimentados por buracos negros supermassivos. O aglomerado no centro da imagem mostra uma mancha extensa de radiação de raios X, emitida por gás quente. Créditos: ESA/XXL consortium/Canada France Hawaii Telescope

A pesquisadora principal do XXL, Marguerite Pierre do CEA, Saclay, França, esclareceu:

O objetivo principal do rastreamento XXL é fornecer uma amostra bem definida de cerca de 500 aglomerados de galáxias até uma distância correspondente a uma idade do Universo de cerca de metade da sua idade atual.

O telescópio XMM-Newton fez imagens de duas regiões do céu — cada uma com cem vezes a área da Lua Cheia — numa tentativa de descobrir um grande número de aglomerados de galáxias previamente desconhecidos. A equipe do rastreamento XXL divulgou agora os seus resultados numa série de artigos científicos sobre os 100 aglomerados mais brilhantes descobertos [2].

Observações obtidas com o instrumento EFOSC2 instalado no New Technology Telescope (NTT), juntamente com observações do instrumento FORS montado no Very Large Telescope do ESO (VLT), foram também utilizadas para analisar de modo cuidado a radiação emitida pelas galáxias destes aglomerados.  Estas observações permitiram aos astrônomos medir as distâncias precisas aos aglomerados de galáxias, dando-nos assim uma vista tridimensional do cosmos, absolutamente necessária para fazer medições da matéria escura e da energia escura [3].

Espera-se que o rastreamento XXL produza muitos resultados excitantes e inesperados, mas apenas com um quinto dos dados que se esperam obter no final, obtiveram-se já alguns resultados importantes e surpreendentes.

Um dos artigos científicos relata a descoberta de cinco novos superaglomerados — aglomerados de aglomerados de galáxias — que se juntam àqueles já conhecidos, tais como o nosso próprio superaglomerado, o Superaglomerado Laniakea.

Outro artigo trata de observações de seguimento obtidas para um aglomerado de galáxias em particular (conhecido pelo nome informal de XLSSC-116), situado a cerca de seis bilhões de anos-luz de distância[4]. Com o instrumento MUSE do VLT observou-se neste aglomerado uma fonte de luz difusa estranhamente brilhante.

O co-autor Christoph Adami do Laboratoire d´Astrophysique, Marseille, França, explicou:

Esta é a primeira vez que conseguimos estudar com detalhe a radiação difusa de um aglomerado de galáxias distante, pondo assim em evidência o poder do MUSE neste tipo de estudos.

http://www.eso.org/public/brazil/images/eso1548d/

Esta imagem é uma composição superpondo uma visão em raios-X de um distante aglomerado de galáxias (a imagem em tons de azul fornecida do XMM-Newton da ESA) sobre uma visão de um telescópio terrestre (fornecida pelo Canada France Hawaii Telescope). Alguns do objetos mais brilhantes em raios-X são galáxias com buracos negros supermassivos em atividade nos núcleos de galáxias.

A equipe utilizou também os dados para confirmar a ideia de que no passado os aglomerados de galáxias são muito menores que os que observamos atualmente — uma descoberta importante para a compreensão teórica da evolução dos aglomerados ao longo da vida do Universo.

O simples ato de contar os aglomerados de galáxias nos dados XXL confirmou também um resultado anterior algo estranho — existem menos aglomerados distantes do que o esperado com base nas predições dos parâmetros cosmológicos medidos pelo telescópio Planck da ESA. A razão desta discrepância não é conhecida, no entanto a equipe espera resolver esta curiosidade cosmológica quando tiver acesso à amostra total de aglomerados em 2017.

Estes quatro resultados importantes são apenas o preâmbulo do que ainda está para vir deste enorme rastreamento de alguns dos mais massivos objetos do Universo.

Uma descrição do rastreamento e alguns dos resultados científicos anteriores foram relatados em uma série de artigos científicos publicados a 15 de dezembro de 2015 na revista especializada Astronomy & Astrophysics.

Uma listagem completa de toda a equipe XXL pode ser encontrada neste link.

O XXL é um projeto internacional baseado no XMM Very Large Programme que mapeia fontes pontuais em dois campos extragalácticos de 25 graus quadrados cada um, com uma profundidade de ~5 x 10-15 erg cm-2 s-1 na banda [0,5 – 2] keV. O site do XXL é http://irfu.cea.fr/xxl. Informação multibanda e seguimento espectroscópico das fontes de raios X são obtidos através de uma quantidade de programas de rastreamento, sumariados em http://xxlmultiwave.pbworks.com/.

Notas

[1] O rastreamento XXL combinou dados de arquivo com novas observações de aglomerados de galáxias, cobrindo assim um domínio de comprimentos de onda que vai de 1×10-4 μm (raios X, observados com o XMM) a mais de 1 metro (ondas de rádio, observadas com o Giant Metrewave Radio Telescope [GMRT]).

[2] Os aglomerados de galáxias de que tratam os 13 artigos científicos encontram-se a desvios para o vermelho entre z = 0,05 e z = 1,05, o que corresponde a uma idade do Universo entre 13 e 5,7 bilhões de anos, respectivamente.

[3] Para estudar os aglomerados de galáxias é necessário conhecer a sua distância precisa. Embora distâncias aproximadas — desvios para o vermelho fotométricos — possam ser medidas por análise das suas cores a diferentes comprimentos de onda, são necessários desvios para o vermelho espectroscópicos mais precisos. Estes desvios para o vermelho foram também obtidos nos dados de arquivo, como parte do rastreamento VIPERS (VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey), do rastreamento VVDS (VIMOS-VLT Deep Survey) e do rastreamento GAMA.

[4] Este aglomerado de galáxias foi encontrado a um desvio para o vermelho z = 0,543.

Fonte

ESO: eso1548 — XXL Hunt for Galaxy Clusters: Observations from ESO telescopes provide crucial third dimension in probe of Universe’s dark side

._._.

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