ESA mostra primeira aparição de plasma em aglomerado de galáxias

Comportamento desse gás que chega a temperaturas de cerca de 50 milhões de graus pode ter origem em eventos de fusão

Aglomerado de Perseu: sinais diretos de plasma fluindo, espirrando e se espalhando. Crédito: ESA/XMM-Newton/DSS-II/J. Sanders et al. 2019

O observatório de raios X XMM-Newton, da Agência Espacial Europeia (ESA), captou gás quente se agitando em um aglomerado de galáxias – um comportamento nunca visto antes que pode ser causado por turbulentos eventos de fusão. O estudo, de uma equipe internacional de cientistas, foi publicado na revista “Astronomy & Astrophysics”.

Os aglomerados de galáxias são os maiores sistemas do universo unidos pela gravidade. Eles contêm de centenas a milhares de galáxias e grandes quantidades de gás quente conhecido como plasma, que atingem temperaturas de cerca de 50 milhões de graus e brilham intensamente em raios X.

Sabe-se muito pouco sobre como esse plasma se move, mas explorar seus movimentos pode ser a chave para entender como os aglomerados de galáxias se formam, evoluem e se comportam.

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“Selecionamos dois aglomerados de galáxias próximos, maciços, brilhantes e bem observados, Perseu e Coma, e mapeamos como o plasma se moveu – se ele estava se movendo na nossa direção ou para longe de nós, sua velocidade e assim por diante – pela primeira vez”, disse Jeremy Sanders, do Instituto Max Planck de Física Extraterrestre em Garching, Alemanha, e principal autor do novo estudo.

Mais brilhante dos céus

“Fizemos isso em grandes regiões do céu: uma área aproximadamente do tamanho de duas luas cheias para Perseu e quatro para Coma. Realmente precisamos do XMM-Newton para isso, pois seria extremamente difícil cobrir áreas tão grandes com qualquer outra espaçonave.”

Visão em raios X do aglomerado de Perseu, mostrando os movimentos do plasma. Crédito: ESA/XMM-Newton/J. Sanders et al. 2019

Sanders e seus colegas encontraram sinais diretos de plasma fluindo, espirrando e se espalhando pelo aglomerado de galáxias de Perseu – um dos objetos conhecidos mais massivos do universo e o aglomerado mais brilhante do céu em termos de raios X. Embora esse tipo de movimento tenha sido previsto teoricamente, nunca havia sido visto antes no cosmos.

Observando simulações de como o plasma se movia dentro do aglomerado, os pesquisadores então exploraram o que estava causando essa esparramação. Eles descobriram que isso provavelmente ocorreu devido à colisão e à fusão de aglomerados menores de galáxias com o próprio aglomerado principal. Esses eventos têm energia suficiente para atrapalhar o campo gravitacional de Perseu e dar início a um movimento de esparramação que durará muitos milhões de anos antes de se estabilizar.

Diferentemente de Perseu, que é caracterizado por um aglomerado principal e várias subestruturas menores, o aglomerado de Coma não continha plasma se esparramando e, ao contrário, parece ser um aglomerado maciço composto por dois subaglomerados principais que estão se fundindo lentamente.

“Coma contém duas galáxias centrais maciças, em vez do único monstro habitual comum de um aglomerado, e regiões diferentes parecem conter material que se move de maneira diferente”, diz Sanders. “Isso indica que existem várias correntes de material dentro do aglomerado de Coma que ainda não se uniram para formar uma única ‘bolha’ coerente, como vemos em Perseu.”