Ao observar algumas das regiões mais antigas do Universo conhecido — que remontam a apenas 1,4 mil milhões de anos após o Big Bang — uma equipa internacional de astrónomos fez uma descoberta intrigante.
Conforme detalhado em um artigo publicado na revista Naturezaeles descobriram um aglomerado de galáxias extremamente quente, muito mais quente e mais antigo do que as teorias atuais permitem.
Por outras palavras, o aglomerado descoberto é, sob a nossa melhor compreensão atual da cosmologia, impossível – o que poderia alterar a nossa compreensão atual de como o Universo primitivo evoluiu.
“Não esperávamos ver uma atmosfera de aglomerado tão quente tão cedo na história cósmica”, disse o autor principal e candidato a doutorado da Universidade da Colúmbia Britânica, Dazhi Zhou, em um comunicado sobre a descoberta.
“Na verdade, no início fiquei cético em relação ao sinal, pois era forte demais para ser real”, acrescentou. “Mas após meses de verificação, confirmámos que este gás é pelo menos cinco vezes mais quente do que o previsto, e ainda mais quente e energético do que o que encontramos em muitos aglomerados atuais.”
A melhor teoria dos astrónomos é que o aglomerado de alguma forma obteve uma enorme vantagem – anteriormente inimaginável até mesmo para os principais pensadores – graças aos buracos negros que espreitam no seu núcleo.
“Isto diz-nos que algo no Universo primitivo, provavelmente três buracos negros supermassivos recentemente descobertos no aglomerado, já estava a bombear enormes quantidades de energia para os arredores e a moldar o jovem aglomerado,” acrescentou o coautor e professor da Universidade de Dalhousie, Scott Chapman, “muito mais cedo e com mais força do que pensávamos”.
As teorias convencionais sugerem que os aglomerados de galáxias ganham energia à medida que os gases no seu interior são reunidos e comprimidos devido à intensificação das forças gravitacionais. A investigação mais recente, no entanto, sugere que há mais sobre a forma como estes enxames evoluem – talvez até uma fonte separada para além destas forças gravitacionais.
A equipe encontrou leituras estranhas quando analisou observações do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) no deserto do Atacama, no Chile, que examinou um aglomerado de galáxias “bebês” chamado SPT2349-56.
O aglomerado, que remonta a cerca de 12 mil milhões de anos, é enorme: só o seu núcleo mede cerca de meio milhão de anos-luz de diâmetro. Esse é aproximadamente o tamanho do halo que circunda a nossa galáxia, a Via Láctea, uma vasta região que contém aglomerados globulares e estrelas mais antigas – mas que gera estrelas mais de 5.000 vezes mais rápido.
Os astrónomos esperam descobrir o que lhe permitiu ficar tão incrivelmente quente, uma fonte de energia que desafia os nossos modelos actuais. A investigação sugere que os enxames de galáxias evoluem de uma forma muito mais explosiva do que se pensava anteriormente, auxiliados por interações gravitacionais entre múltiplos buracos negros supermassivos.
“Queremos descobrir como a intensa formação estelar, os buracos negros ativos e esta atmosfera superaquecida interagem, e o que isso nos diz sobre como os atuais aglomerados de galáxias foram construídos”, explicou Zhou no comunicado. “Como é que tudo isto pode acontecer ao mesmo tempo num sistema tão jovem e compacto?”
“Compreender os aglomerados de galáxias é a chave para compreender as maiores galáxias do universo”, disse Chapman. “Estas galáxias massivas residem maioritariamente em enxames, e a sua evolução é fortemente moldada pelo ambiente muito forte dos enxames à medida que se formam, incluindo o meio intraenxame.”
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