Astrônomos detectam uma nuvem cósmica elusiva maior do que toda a Via Láctea

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Emissão de raios X em azul; o aglomerado originalmente descoberto em vermelho no lobo sudeste. Créditos: ESA / XMM-Newton.

Por Michelle Starr
Publicado na ScienceAlert

No enorme vácuo do espaço intergaláctico, algo grande está à espreita.

Não é uma galáxia, embora tenha um tamanho comparável: é uma vasta nuvem de gás quente, ligeiramente brilhante, maior do que a Via Láctea, no espaço entre as galáxias reunindo-se em um enorme aglomerado.

Os cientistas acreditam que esta nuvem pode ter sido retirada à força de uma galáxia no aglomerado, a primeira nuvem de gás desse tipo que já vimos. Ainda mais surpreendente, ela não se dissipou, mas permaneceu agrupada por centenas de milhões de anos.

Isso não apenas nos diz algo novo sobre os ambientes dentro dos aglomerados de galáxias, mas também sugere uma nova maneira de explorar e compreender essas estruturas colossais.

“Esta é uma descoberta emocionante e também surpreendente. Ela demonstra que novas surpresas estão sempre por aí na astronomia, como a mais antiga das ciências naturais”, disse o físico Ming Sun, da Universidade do Alabama em Huntsville, nos Estados Unidos.

Os aglomerados de galáxias são, como o nome sugere, grupos de galáxias que estão unidas gravitacionalmente. O aglomerado de galáxias onde nossa nuvem de gás “órfã” foi encontrada é chamado Abell 1367, ou aglomerado de Leo, a cerca de 300 milhões de anos-luz de distância. Ele contém pelo menos 72 galáxias principais e faz parte de um complexo maior de superaglomerado.

Esses ambientes costumam ter muita coisa acontecendo, e os astrônomos gostam de examiná-los para tentar descobrir como nosso Universo está conectado. Em 2017, astrônomos usando o telescópio Subaru do Japão identificaram o que parecia ser uma pequena nuvem quente em Abell 1367; como sua origem não era clara, eles voltaram com mais instrumentos para ver mais de perto.

Uma equipe liderada pelo astrônomo Chong Ge da Universidade do Alabama em Huntsville usou o telescópio de raios X XMM-Newton da Agência Espacial Europeia e o Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no Very Large Telescope, além do Subaru – e, para sua surpresa, eles encontraram emissão de raios-X mostrando que a nuvem era maior do que eles pensaram.

Muito maior, na verdade – maior do que a Via Láctea, com uma massa cerca de 10 bilhões de vezes a do Sol. E não parecia estar associada a nenhuma galáxia conhecida no aglomerado. Estava apenas flutuando lá. Mas a riqueza de dados permitiu que os pesquisadores medissem a temperatura do gás, dando pistas sobre sua procedência.

A temperatura da nuvem varia entre 10.000 e 10.000.000 Kelvin – consistente com o gás que pode ser encontrado dentro das galáxias, o meio interestelar. O gás quente muito mais tênue do meio intra-aglomerado (o espaço entre as galáxias no aglomerado) é ainda mais quente, em torno de 100 milhões de Kelvin.

Isso sugere que a nuvem de gás foi retirada de uma galáxia à medida que se movia pelo espaço.

“O gás na nuvem é removido por pressão dinâmica do gás quente no aglomerado, quando a galáxia hospedeira dispara o gás quente com uma velocidade de 1.000 a 2.000 km por segundo”, disse Sun.

“É como quando seu cabelo e roupas estão voando para trás quando você está correndo contra um forte vento contrário. Uma vez removida da galáxia hospedeira, a nuvem é inicialmente fria e está evaporando no meio intra-aglomerado hospedeiro, como gelo derretendo no verão”.

Isso é fascinante, mas meio estranho – porque os pesquisadores não conseguiram encontrar nenhuma galáxia próxima que pudesse ser responsável por isso ocorrendo recentemente. No entanto, se o gás tinha sido arrancado de sua galáxia centenas de milhões de anos antes, como sugeria essa falta de proximidade, como não se difundiu no meio intra-aglomerado?

Para resolver isso, a equipe realizou cálculos e descobriu que um campo magnético poderia manter a nuvem de gás unida contra as instabilidades que deveriam separá-la por longos períodos de tempo.

Dada a grande massa da nuvem, a equipe inferiu que a galáxia-mãe da qual foi arrancada era grande e massiva. Isso poderia ajudá-los a rastrear qual galáxia era; outra pista pode ser traços de gás que se estendem da nuvem, que podem apontar na direção certa.

Além disso, agora que uma nuvem solitária foi identificada, os cientistas têm um conjunto de dados que ajudará a identificar outras nuvens no futuro. Isso fornecerá informações valiosas sobre a dinâmica intra-aglomerado e a distribuição da matéria nos aglomerados de galáxias.

Além disso, agora temos evidências observacionais de que o meio intra-aglomerado pode eliminar o gás das galáxias.

“Como a primeira nuvem isolada brilhando na linha espectral H-alfa e raios-X em um aglomerado de galáxias, isso mostra que o gás removido das galáxias pode criar aglomerados no meio intra-aglomerado, e esses aglomerados podem ser descobertos com dados ópticos de levantamento de campo no futuro”, disse Sun.

A pesquisa foi publicada nos Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.