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jan 21

Abell 3411 versus Abell 3412: colisão de aglomerados de galáxias criou poderoso acelerador de partículas cósmicas

http://chandra.si.edu/photo/2017/a3411/a3411_label.jpg

Versão legendada da imagem que mostra a erupção de um buraco negro supermassivo varrida pela colisão e fusão de dois aglomerados galácticos. Esta composição agrega dados em raios-X do Chandra (azul), informações de emissão de rádio captada pelo GMRT (vermelho) e registros óticos do Subaru (vermelho, verde e azul) dos aglomerados em colisão chamados Abell 3411 e Abell 3412. Estes e outros telescópios foram usados para analisar como a combinação destes dois poderosos fenômenos podem criar um extraordinário acelerador de partículas cósmicas. Créditos: em raios-X – NASA/CXC/SAO/R. van Weeren et al; no visível – NAOJ/Subaru; no rádio – NCRA/TIFR/GMRT

Astrônomos descobriram uma combinação de dois dos fenômenos mais poderosos do Universo, um buraco negro supermassivo em ação e a colisão de aglomerados de galáxias gigantes. A conjugação desses eventos criou um estupendo acelerador de partículas cósmicas.

Combinando dados do Observatório de raios-X Chandra da NASA, do GMRT (Giant Metrewave Radio Telescope) na Índia, do VLA (Karl G. Jansky Very Large Array) do NSF e de outros telescópios, pesquisadores descobriram o que acontece quando matéria ejetada por um buraco negro supermassivo é varrida na fusão de dois enormes aglomerados de galáxias.

Reinout van Weeren, membro do CfA (Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, Massachusetts, EUA), líder do artigo que foi publicado na edição inaugural da revista Nature Astronomy, declarou:

Temos visto cada um destes fenômenos espetaculares separadamente em diversos cenários. Porém, esta é a primeira vez que os vimos claramente ligados no mesmo sistema.

Este duplo “embate” cósmico reside no par de aglomerados de galáxias em colisão, chamados de Abell 3411 e Abell 3412, situados a cerca 2 bilhões de anos-luz da Terra. Os dois aglomerados são ambos muito massivos, cada com massa estimada em cerca de um quatrilhão (1015) de massas solares.

A aparência em formato de cometa originada pelos raios-X detectados pelo Chandra é produzida pelo gás quente de um aglomerado colidindo com o gás quente do outro aglomerado. Os dados no espectro visível, produzidos pelo Observatório Keck e pelo Telescópio Subaru do Japão, ambos situados em Mauna Kea, Havaí, detectaram as galáxias em cada aglomerado.

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Astrônomos descobriram o que acontece quando a erupção de um buraco negro supermassivo é varrida pela colisão e fusão de dois aglomerados galácticos. Esta composição agrega dados de raios-X do Chandra (azul), de emissão de rádio captada pelo GMRT (vermelho) e informações óticas do Subaru (vermelho, verde e azul) dos aglomerados em colisão chamados Abell 3411 e Abell 3412. Estes e outros telescópios foram usados para analisar como a combinação destes dois poderosos fenômenos podem criar um extraordinário acelerador de partículas cósmicas. Créditos: em raios-X – NASA/CXC/SAO/R. van Weeren et al; no visível – NAOJ/Subaru; no rádio – NCRA/TIFR/GMRT

Primeiramente, pelo menos um buraco negro supermassivo em rotação de em um dos aglomerados de galáxias produziu um funil magnético rotativo. Os poderosos campos eletromagnéticos associados com esta estrutura aceleraram parte do gás para fora da vizinhança do buraco negro sob a forma de um jato energético de alta-velocidade.

Assim, essas partículas aceleradas no jato foram novamente aceleradas quando encontraram ondas de choque colossais, as versões cósmicas de “booms” sónicos produzidos por aviões supersónicos, formadas pela colisão das nuvens gigantescas de gás associadas com os aglomerados de galáxias.

O coautor do artigo Felipe Andrade-Santos, também membro do CfA (Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica) explicou:

É quase como lançar um foguete em órbita baixa terrestre e seguidamente sair disparado do Sistema Solar por uma segunda queima dos motores. Estas partículas estão entre as mais energéticas observadas no Universo, graças à dupla injeção de energia.

Esta descoberta resolve um antigo mistério na pesquisa de aglomerados de galáxias, no que tange à origem dos belos redemoinhos de emissão de rádio que se prolongam por milhões de anos-luz, detectados em Abell 3411 e Abell 3412, através do uso do GMRT.

O time estipulou que à medida que as ondas de choque percorrem o aglomerado durante centenas de milhões de anos as partículas duplamente aceleradas produzem redemoinhos gigantes de emissão de rádio.

Outro coautor do artigo, William Dawson, membro do Laboratório Nacional Lawrence Livermore, em Livermore, Califórnia concluiu:

Este resultado mostra que uma notável combinação de eventos poderosos gera estas fábricas de aceleração de partículas, que são as maiores e mais poderosas do Universo. É até um pouco ‘poético’ pois foi necessária uma combinação dos maiores observatórios do mundo para entender o fenômeno.

Fontes

Chandra: Abell 3411 and 3412: Astronomers Discover Powerful Cosmic Double Whammy

Harvard-Smithsonian CfA: Astronomers Discover Powerful Cosmic Double Whammy

Artigo Científico

Nature Astronomy: The case for electron re-acceleration at galaxy cluster shocks

._._.

s41550-016-0005 – The case for electron re-acceleration at galaxy cluster shocks

1701.01439v2 – The Case for Electron Re-Acceleration at Galaxy Cluster Shocks

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