Uma equipe internacional de cientistas descobriu uma enorme onda de gás quente atravessando o aglomerado de galáxias Perseus. A onda é uma versão gigante do que é chamado de onda Kelvin-Helmholtz. Eles são criados quando dois fluidos se cruzam em velocidades diferentes: por exemplo, quando o vento sopra sobre a água.
Nesse caso, a onda foi causada por um pequeno aglomerado de galáxias que pasta no aglomerado Perseus e desencadeou uma cadeia de eventos que durou bilhões de anos. As descobertas aparecem em um artigo na edição de junho de 2017 da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
"A onda que identificamos está associada ao sobrevôo de um aglomerado menor, o que mostra que a atividade de fusão que produziu essas estruturas gigantes ainda está em andamento". - Stephen Walker, o Goddard Space Flight Center da NASA.
"Perseus é um dos aglomerados próximos mais maciços e o mais brilhante em raios-X; portanto, os dados do Chandra nos fornecem detalhes incomparáveis", disse o principal cientista Stephen Walker, no Centro de Vôo Espacial Goddard da NASA, em Greenbelt, Maryland. "A onda que identificamos está associada ao sobrevôo de um aglomerado menor, o que mostra que a atividade de fusão que produziu essas estruturas gigantes ainda está em andamento".
O aglomerado de galáxias Perseus, também conhecido como Abell 426, está a 240 milhões de anos-luz de distância e tem cerca de 11 milhões de anos-luz de diâmetro. É um dos objetos mais massivos que conhecemos e recebeu o nome da constelação de Perseu, que aparece na mesma parte do céu.
Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos gravitacionais do Universo. A maior parte da matéria observável nos aglomerados de galáxias é gás. Mas o gás é super quente - dezenas de milhões de graus quente - o que significa que emite raios-x.
As observações de raios X de Perseus revelaram várias características e estruturas na estrutura de gás do aglomerado. Alguns deles são características semelhantes a bolhas causadas pelo buraco negro supermassivo (SMBH) na NGC 1275, a galáxia central do cluster Perseus. Outro desses recursos é conhecido como "a baía". A baía é um recurso côncavo que não poderia ter sido formado pela SMBH.
A baía é um quebra-cabeça porque não produz nenhuma emissão, o que seria esperado de algo formado por uma SMBH. A baía também não está de acordo com os modelos de como o gás deve se comportar nessa situação.
O principal cientista por trás do estudo é Stephen Walker, no Goddard Space Flight Center da NASA. Walker virou-se para o Observatório de Raios-X Chandra para ajudar a resolver esse quebra-cabeça. As imagens Chandra existentes do cluster Perseus foram filtradas para destacar as arestas das estruturas e tornar mais visíveis os detalhes sutis.
Essas imagens filtradas e processadas foram então comparadas com simulações em computador de aglomerados de galáxias. John ZuHone, astrofísico do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, criou um catálogo on-line dessas simulações.
"As fusões de aglomerados de galáxias representam o estágio mais recente da formação de estruturas no cosmos." -John ZuHone, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
“As fusões de aglomerados de galáxias representam o estágio mais recente da formação de estruturas no cosmos. Simulações hidrodinâmicas de clusters em fusão nos permitem produzir características no gás quente e ajustar parâmetros físicos, como o campo magnético. Então, podemos tentar combinar as características detalhadas das estruturas que observamos nos raios-X. ” -John ZuHone, Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Uma das simulações correspondia ao que os astrônomos estavam vendo em Perseu. Nele, um grande aglomerado como Perseus havia se estabelecido em duas regiões: uma região mais fria de gás em torno de 30 milhões de graus Celsius e uma região mais quente de gás em quase 100 milhões de graus Celsius. Nesse modelo, um aglomerado menor que Perseus, mas cerca de mil vezes mais massivo que a Via Láctea passa perto de Perseus, perdendo seu centro em cerca de 650.000 anos-luz.
Isso aconteceu cerca de 2,5 bilhões de anos atrás, e desencadeou uma cadeia de eventos ainda ocorrendo.
O quase acidente causou um distúrbio gravitacional que criou uma espiral em expansão do gás mais frio. Uma enorme onda de gás se formou na borda da espiral do gás mais frio, onde se cruza com o gás mais quente. Esta é a onda Kelvin-Helmholtz vista nas imagens.
"Acreditamos que o recurso de baía que vemos em Perseus faz parte de uma onda Kelvin-Helmholtz, talvez a maior já identificada, que se formou da mesma maneira que a simulação mostra", disse Walker. "Também identificamos características semelhantes em outros dois aglomerados de galáxias, Centaurus e Abell 1795".
O estudo forneceu outro benefício além de apenas detectar uma onda incrivelmente enorme. Isso permitiu que a equipe medisse as propriedades magnéticas do cluster Perseus. Os pesquisadores descobriram que a força do campo magnético no cluster afetava o tamanho da onda de gás. Se o campo for muito forte, as ondas não se formarem, e se o campo magnético for muito fraco, as ondas serão ainda maiores.
Segundo a equipe, não há outra maneira conhecida de medir o campo magnético.
Fonte: Cientistas descobrem ondas gigantes rolando pelo aglomerado de galáxias Perseus
