05/01/2023 - 8:38
Em aglomerados gigantes de centenas ou milhares de galáxias, inúmeras estrelas vagam entre as galáxias como almas perdidas, emitindo uma névoa fantasmagórica de luz. Essas estrelas não estão ligadas gravitacionalmente a nenhuma galáxia em um aglomerado.
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A questão incômoda para os astrônomos tem sido: como as estrelas ficaram tão espalhadas pelo aglomerado em primeiro lugar? Várias teorias concorrentes incluem a possibilidade de que as estrelas foram retiradas das galáxias de um aglomerado, ou foram lançadas após fusões de galáxias, ou estavam presentes no início dos anos de formação de um aglomerado, muitos bilhões de anos atrás.
Uma pesquisa infravermelha recente do Telescópio Espacial Hubble, da Nasa/ESA, que procurou por essa chamada “luz intra-aglomerado”, avança na explicação do mistério. As novas observações do Hubble sugerem que essas estrelas estão vagando por bilhões de anos e não são um produto de atividade dinâmica mais recente dentro de um aglomerado de galáxias que as eliminaria das galáxias normais.
Fração constante
A pesquisa incluiu dez aglomerados de galáxias tão distantes quanto quase 10 bilhões de anos-luz. Essas medições devem ser feitas do espaço porque a luz intra-aglomerado é 10 mil vezes mais fraca do que o céu noturno visto do solo.
A pesquisa revela que a fração da luz intra-aglomerado em relação à luz total no aglomerado permanece constante ao se olhar bilhões de anos para trás no tempo. “Isso significa que essas estrelas já estavam desabrigadas nos estágios iniciais da formação do aglomerado”, disse James Jee, da Universidade Yonsei (Coreia do Sul). Seus resultados foram publicados na revista Nature.
As estrelas podem ser espalhadas fora de seu local de nascimento galáctico quando uma galáxia se move através de material gasoso no espaço entre as galáxias, enquanto orbita o centro do aglomerado. No processo, o arrasto empurra gás e poeira para fora da galáxia. No entanto, com base na nova pesquisa do Hubble, Jee descarta esse mecanismo como a principal causa da produção estelar intra-aglomerado. Isso ocorre porque a fração de luz intra-aglomerado aumentaria ao longo do tempo até o presente se a remoção fosse o fator principal. Mas esse não é o caso dos novos dados do Hubble, que mostram uma fração constante ao longo de bilhões de anos.
Marcadores de matéria escura
“Não sabemos exatamente o que as tornou sem-galáxia. As teorias atuais não podem explicar nossos resultados, mas de alguma forma elas foram produzidas em grandes quantidades no início do universo”, disse Jee. “Em seus primeiros anos de formação, as galáxias podem ter sido muito pequenas e sangraram estrelas com bastante facilidade por causa de um aperto gravitacional mais fraco.”
“Se descobrirmos a origem das estrelas intra-aglomerados, isso nos ajudará a entender a história de montagem de um aglomerado de galáxias inteiro, e elas podem servir como marcadores visíveis de matéria escura envolvendo o aglomerado”, afirmou Hyungjin Joo, da Universidade Yonsei, primeiro autor do artigo. A matéria escura é o andaime invisível do universo, que mantém galáxias e aglomerados de galáxias juntos.
Se as estrelas errantes fossem produzidas através de um jogo de pinball comparativamente recente entre as galáxias, elas não teriam tempo suficiente para se espalhar por todo o campo gravitacional do aglomerado e, portanto, não traçariam a distribuição da matéria escura do aglomerado. Mas se as estrelas nasceram nos primeiros anos do aglomerado, elas teriam se dispersado completamente por todo o aglomerado. Isso permitiria aos astrônomos usar as estrelas errantes para mapear a distribuição de matéria escura no aglomerado.
Técnica nova
Essa técnica é nova e complementar ao método tradicional de mapeamento da matéria escura, medindo como todo o aglomerado distorce a luz dos objetos de fundo devido a um fenômeno chamado lente gravitacional.
A luz intra-aglomerado foi detectada pela primeira vez no aglomerado de galáxias Coma em 1951 por Fritz Zwicky, que relatou que uma de suas descobertas mais interessantes foi a observação de matéria intergaláctica fraca e luminosa no aglomerado. Como o aglomerado de Coma, contendo pelo menos mil galáxias, é um dos aglomerados mais próximos da Terra (330 milhões de anos-luz), Zwicky foi capaz de detectar a luz fantasma mesmo com um modesto telescópio de 18 polegadas.
A capacidade e a sensibilidade de infravermelho próximo do Telescópio Espacial James Webb, da Nasa/ESA/CSA, ampliarão muito a busca por estrelas intra-aglomerados nas profundezas do universo e, portanto, devem ajudar a resolver o mistério.
