Apenas 1,4 bilhão de anos após o Big Bang, um aglomerado de galáxias aparentemente impossível de mais de 30 galáxias foi descoberto no universo, com um diâmetro de apenas 500.000 anos-luz e uma temperatura que quebrou todas as regras.
Os astrônomos fizeram a descoberta usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array no Chile (alma), de galáxia O aglomerado estelar denominado SPT2349-56 desafia a nossa compreensão da rapidez com que as galáxias e os aglomerados de galáxias se formam.
Os aglomerados de galáxias estão cheios de névoa de gás quente, que chamamos de meio intraaglomerado – o que Dazhi Zhou, estudante de doutorado na Universidade da Colúmbia Britânica, no Canadá e autor principal de um artigo que descreve a descoberta, chama de “atmosfera” do aglomerado. Na maioria dos aglomerados estelares, o meio intraaglomerado pode atingir dezenas ou mesmo centenas de milhões de graus Celsius.
Os astrofísicos pensaram que seriam necessários milhares de milhões de anos para que o meio do aglomerado ficasse tão quente, mas SPT2349-56 sugere o contrário.
“Não esperávamos ver aglomerados de atmosferas tão quentes tão cedo na história do universo”, disse Zhou. “O gás era pelo menos cinco vezes mais quente do que o previsto e ainda mais quente e energético do que o gás que encontramos hoje em muitos aglomerados estelares.”
A temperatura do meio intraaglomerado de SPT2349-56 foi medida indiretamente através do chamado efeito Sunyaev-Zeldovich, pelo qual as galáxias deixam uma marca na superfície do aglomerado. fundo cósmico de microondas (CMB), que vem de Big Bang. Quando os fótons CMB entram no aglomerado, eles ganham um aumento de energia através da dispersão eletrônico dentro do meio intracluster. Quanto mais quente o meio, mais os elétrons se movem, portanto, quando os fótons interagem com os elétrons, mais energia eles transferem para os fótons do CMB. Este aumento de energia pode então ser visto no CMB correspondente a uma determinada localização do cluster.
Aglomerados de estrelas distantes que existiam no universo antes de SPT2349-56 já foram descobertos antes. Por exemplo, em 2019, os astrônomos usaram a constelação de Gêmeos, Keck O telescópio Subaru descobriu um aglomerado de estrelas chamado z660D (o número em seu nome refere-se ao seu desvio para vermelho) vemos que existia há 13 mil milhões de anos, 770 milhões de anos após o Big Bang. 2023 Telescópio Espacial James Webb (JWST) Um aglomerado estelar anterior, A2744z7p9OD, foi descoberto apenas 650 milhões de anos após o Big Bang.
A diferença entre estes aglomerados e o SPT2349-56 é que os primeiros aglomerados foram designados como “protoaglomerados”, o que significa que ainda não estavam totalmente ligados gravitacionalmente. De acordo com os nossos melhores modelos de como os aglomerados de galáxias se formam, o gás no meio do aglomerado é aquecido pelo colapso dinâmico das galáxias, criando um estado estável e gravitacionalmente ligado.
Portanto, estes protoaglomerados ainda não apresentam altas temperaturas médias intraaglomerados, e os modelos sugerem que não atingirão altas temperaturas durante bilhões de anos. SPT2349-56, por outro lado, parece ter corrido à frente, sugerindo que os nossos modelos de como os aglomerados de galáxias crescem e se tornam tão quentes estão incompletos.
O que SPT2349-56 e os primeiros aglomerados de protoestrelas têm em comum é uma loucura Estrela forma. SPT2349-56 tem aproximadamente o mesmo tamanho do halo de uma estrela antiga, matéria escura ao nosso redor Via Lácteaentão os 30 ou mais membros da galáxia do SPT2349-56 são pequenos. No entanto, seu tamanho não durará muito. Nessas galáxias, as estrelas se formam cinco mil vezes mais rápido do que na nossa Via Láctea, que forma em média menos de dez estrelas por ano.
“Queremos entender quão intensa é a formação estelar, as estrelas ativas se formam buraco negro “Como é possível que tudo isto aconteça ao mesmo tempo num sistema tão jovem e denso”, disse Zhou.
Por enquanto, essa questão permanece sem resposta, mas as conclusões até agora foram publicadas em 5 de janeiro no natureza.
