Chandra flagra colisão violentíssima de grupos de galáxias

Choque dos dois grupos de galáxias do sistema NGC 6338 ocorre a cerca de 6 milhões de quilômetros por hora

Os dois grupos de galáxias do sistema NGC 6338 se chocam: parte de um aglomerado de galáxias no futuro. Crédito: raios X - Chandra/Nasa/CXC/SAO/E. O'Sullivan; XMM: ESA/XMM/E. O'Sullivan; Optical: SDSS

A maioria das galáxias não existe isoladamente. Em vez disso, elas estão ligadas a outras galáxias através da gravidade, em números relativamente pequenos, conhecidos como grupos de galáxias, ou em concentrações muito maiores, chamadas aglomerados de galáxias, que consistem em centenas ou milhares de galáxias. Às vezes, essas coleções de galáxias são atraídas umas pelas outras pela gravidade e se fundem posteriormente.

Usando o Observatório de Raios X Chandra da Nasa, o XMM-Newton da Agência Espacial Europeia (ESA), o Giant Metrewave Radio Telescope (GMRT), na Índia, e observações ópticas com o Observatório Apache Point, no Novo México (EUA), uma equipe de astrônomos descobriu que dois grupos de galáxias estão colidindo entre si a uma velocidade notável, de cerca de 6 milhões de quilômetros por hora. Essa poderia ser a colisão mais violenta já vista entre dois grupos de galáxias.

O sistema, chamado NGC 6338, está a cerca de 380 milhões de anos-luz da Terra. A imagem composta acima contém dados de raios X do Chandra (exibidos em vermelho) que mostram gás quente com temperaturas acima de 20 milhões de graus Celsius, bem como gás mais frio detectado com o Chandra e o XMM (mostrado em azul) que também emite raios X. Os dados do Chandra foram combinados com dados ópticos do Sloan Digital Sky Survey, mostrando as galáxias e as estrelas em branco.

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Geometria reconstruída

Os pesquisadores estimam que a massa total contida no sistema NGC 6338 é de cerca de 100 trilhões de vezes a massa do Sol. Esse peso significativo – cerca de 83% do qual na forma de matéria escura, 16% na forma de gás quente e 1% nas estrelas – indica que os grupos de galáxias estão destinados a se tornar um aglomerado de galáxias no futuro. A colisão e a fusão serão concluídas e o sistema continuará a acumular mais galáxias por gravidade.

Estudos anteriores do NGC 6338 forneceram evidências para as regiões de gás mais frio que emite raios X em torno dos centros dos dois grupos de galáxias (conhecidas como “núcleos frios”). Essa informação ajudou os astrônomos a reconstruir a geometria do sistema, revelando que a colisão entre os grupos de galáxias aconteceu quase ao longo da linha de visão da Terra. Essa descoberta foi confirmada com o novo estudo.

Os novos dados dp Chandra e do XMM-Newton mostram ainda que o gás à esquerda e à direita dos núcleos frios, e também entre eles, parece ter sido aquecido por frentes de choque – semelhantes aos estrondos sônicos criados por aeronaves supersônicas – formados pela colisão dos dois grupos de galáxias. Esse padrão de gás aquecido por choque foi previsto por simulações em computador, mas o sistema NGC 6338 pode ser a primeira fusão de grupos de galáxias a mostrá-lo claramente. Esse aquecimento impedirá que parte do gás quente esfrie para formar novas estrelas.

Fonte inativa

Uma segunda fonte de calor comumente encontrada em grupos e aglomerados de galáxias é a energia fornecida por explosões e jatos de partículas de alta velocidade geradas por buracos negros supermassivos. Atualmente, essa fonte de calor parece estar inativa no NGC 6338, porque não há evidências de jatos de buracos negros supermassivos usando dados de rádio do GMRT. Essa ausência pode explicar os filamentos de gás de resfriamento detectados em raios X e dados ópticos em torno da grande galáxia no centro do núcleo frio no sul. Os filtros usados ​​na imagem composta não mostram os filamentos ópticos, e os filamentos de raios X são pequenas estruturas em forma de dedo que emanam do centro do núcleo frio no sul, aproximadamente nas direções de 2 horas, 7 horas e 8 horas.

Um artigo descrevendo esses resultados foi publicado na edição de setembro de 2019 da revista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” e está disponível online.

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