Crédito de imagem: ESO
Aglomerados de galáxias são blocos de construção muito grandes do Universo. Essas estruturas gigantescas contêm centenas a milhares de galáxias e, menos visível, mas igualmente interessante, uma quantidade adicional de "matéria escura" cuja origem ainda desafia os astrônomos, com uma massa total de milhares de milhões de milhões de vezes a massa do nosso Sol. O aglomerado comparativamente próximo de Coma, por exemplo, contém milhares de galáxias e mede mais de 20 milhões de anos-luz de diâmetro. Outro exemplo bem conhecido é o aglomerado de Virgem a uma distância de cerca de 50 milhões de anos-luz, e ainda se estendendo por um ângulo de mais de 10 graus no céu!
Aglomerados de galáxias se formam nas regiões mais densas do Universo. Como tal, eles traçam perfeitamente a espinha dorsal das estruturas de grande escala no Universo, da mesma maneira que os faróis traçam um litoral. Estudos de aglomerados de galáxias, portanto, nos dizem sobre a estrutura do enorme espaço em que vivemos.
A pesquisa REFLEX
Seguindo essa idéia, uma equipe européia de astrônomos, sob a liderança de Hans Bühringer (MPE, Garching, Alemanha), Luigi Guzzo (INAF, Milão, Itália), Chris A. Collins (JMU, Liverpool) e Peter Schuecker ( MPE, Garching) iniciou um estudo de uma década dessas estruturas gigantescas, tentando localizar o mais maciço dos aglomerados de galáxias.
Como cerca de um quinto da massa opticamente invisível de um aglomerado está na forma de um gás difuso muito quente com uma temperatura da ordem de várias dezenas de milhões de graus, aglomerados de galáxias produzem poderosas emissões de raios-X. Portanto, eles são melhor descobertos por meio de satélites de raios-X.
Para este estudo fundamental, os astrônomos começaram selecionando objetos candidatos usando dados do Sky Atlas de raios-X compilados pela missão alemã de pesquisa por satélite ROSAT. Esse foi apenas o começo - seguiu-se muito trabalho tedioso: fazer a identificação final desses objetos em luz visível e medir a distância (ou seja, desvio para o vermelho) dos candidatos ao cluster.
A determinação do desvio para o vermelho foi feita por meio de observações com vários telescópios no Observatório ESO La Silla, no Chile, de 1992 a 1999. Os objetos mais brilhantes foram observados nos telescópios ESO 1,5 me ESO / MPG 2,2 m, enquanto para os objetos mais distantes e fracos, foi utilizado o telescópio ESO de 3,6 m.
Realizado nesses telescópios, o programa de 12 anos é conhecido pelos astrônomos como a Pesquisa de Cluster REFLEX (ROSAT-ESO, Fluxo Limitado de Raios-X). Agora foi concluído com a publicação de um catálogo exclusivo com as características dos 447 aglomerados de galáxias de raios-X mais brilhantes no céu do sul. Entre esses, mais da metade dos clusters foram descobertos durante esta pesquisa.
Restringindo o conteúdo de matéria escura
Os aglomerados de galáxias estão longe de serem distribuídos uniformemente no universo. Em vez disso, eles tendem a se aglomerar em estruturas ainda maiores, “superclusters”. Assim, a partir de estrelas que se reúnem em galáxias, galáxias que se reúnem em aglomerados e aglomerados que se unem em super aglomerados, o Universo mostra estruturação em todas as escalas, das menores às maiores. É uma relíquia da época muito inicial (de formação) do Universo, o chamado período "inflacionário". Naquela época, apenas uma fração minúscula de um segundo após o Big Bang, as pequenas flutuações de densidade foram amplificadas e, ao longo das eras, deram origem a estruturas muito maiores.
Devido ao vínculo entre as primeiras flutuações e as estruturas gigantes agora observadas, o catálogo REFLEX exclusivo - o maior do gênero - permite que os astrônomos imponham restrições consideráveis ao conteúdo do Universo e, em particular, à quantidade de matéria escura que é acredita-se que o permeia. O mais interessante é que essas restrições são totalmente independentes de todos os outros métodos usados até agora para afirmar a existência de matéria escura, como o estudo de supernovas muito distantes (veja por exemplo, ESO PR 21/98) ou a análise do fundo de micro-ondas cósmico (por exemplo, o satélite WMAP). De fato, o novo estudo REFLEX é muito complementar aos métodos acima mencionados.
A equipe do REFLEX conclui que a densidade média do Universo está na faixa de 0,27 a 0,43 vezes a “densidade crítica”, fornecendo a maior restrição sobre esse valor até o momento. Quando combinado com o mais recente estudo de supernovas, o resultado do REFLEX implica que, qualquer que seja a natureza da energia escura, imita de perto um universo com a constante cosmológica de Einstein.
Um quebra-cabeça gigante
O catálogo REFLEX também servirá a muitos outros propósitos úteis. Com ele, os astrônomos poderão entender melhor os processos detalhados que contribuem para o aquecimento do gás nesses aglomerados. Também será possível estudar o efeito do ambiente do aglomerado em cada galáxia individual. Além disso, o catálogo é um bom ponto de partida para procurar lentes gravitacionais gigantes, nas quais um aglomerado atua como uma lente de aumento gigante, permitindo efetivamente observações dos objetos mais fracos e remotos que, de outra forma, escapariam à detecção com os telescópios atuais.
Mas, como diz Hans Bühinger: “Talvez a vantagem mais importante deste catálogo seja que as propriedades de cada cluster único possam ser comparadas com toda a amostra. Esse é o principal objetivo das pesquisas: montar as peças de um quebra-cabeça gigantesco para criar uma visão mais ampla, onde cada peça ganha um novo significado mais abrangente. ”
Fonte original: Comunicado de imprensa do ESO
