A CAÇADA DE AGLOMERADOS DE GALÁXIAS

Observações obtidas com os telescópios do ESO fornecem terceira dimensão crucial para sondar o lado escuro do Universo. Espaço comparado em tamanho com a lua cheia.

Os telescópios do ESO forneceram a uma equipe internacional de astrônomos a terceira dimensão na maior caçada até hoje das maiores estruturas gravitacionalmente ligadas do Universo — os aglomerados de galáxias. Observações obtidas pelo VLT e pelo NTT complementam as capturadas por outros observatórios em todo o mundo e no espaço, no âmbito do rastreio XXL — uma das maiores buscas destes aglomerados.

Os aglomerados de galáxias são conjuntos massivos de galáxias que abrigam enormes reservatórios de gás quente — as temperaturas são tão elevadas que se produzem raios X. Estas estruturas são úteis para os astrônomos porque se pensa que a sua construção é influenciada pelas componentes mais estranhas do Universo — a matéria escura e a energia escura. Por isso, ao estudar as suas propriedades em diferentes fases da história do Universo, os aglomerados de galáxias podem ajudar-nos a compreender melhor o lado escuro do Universo.

A equipe, composta por mais de 100 astrônomos de todo o mundo, começou uma busca destes monstros cósmicos em 2011. Apesar da radiação de raios X de alta energia que revela a sua localização ser absorvida pela atmosfera terrestre, podemos detectá-la com a ajuda de observatórios de raios X colocados no espaço. Assim, combinou-se um rastreio realizado pelo XMM-Newton da ESA — executado com a  maior quantidade de tempo de observação já concedido neste telescópio — com observações do ESO e doutros observatórios. O resultado é uma enorme e crescente coleção de dados que cobre todo o espectro eletromagnético , coletivamente chamada rastreio XXL.

“O objetivo principal do rastreio XXL é fornecer uma amostra bem definida de cerca de 500 aglomerados de galáxias até uma distância correspondente a uma idade do Universo de cerca de metade da sua idade atual,” explica a pesquisadora principal do XXL, Marguerite Pierre do CEA, Saclay, França.

O telescópio XMM-Newton fez imagens de duas regiões do céu — cada uma com cem vezes a área da Lua Cheia — numa tentativa de descobrir um grande número de aglomerados de galáxias previamente desconhecidos. A equipe do rastreio XXL divulgou agora os seus resultados numa série de artigos científicos sobre os 100 aglomerados mais brilhantes descobertos.

Observações obtidas com o instrumento EFOSC2 instalado no New Technology Telescope (NTT), juntamente com observações do instrumento FORS montado no Very Large Telescope do ESO (VLT), foram também utilizadas para analisar de modo cuidado a radiação emitida pelas galáxias destes aglomerados.  Estas observações permitiram aos astrônomos medir as distâncias precisas aos aglomerados de galáxias, dando-nos assim uma vista tridimensional do cosmos, absolutamente necessária para fazer medições da matéria escura e da energia escura.

Espera-se que o rastreio XXL produza muitos resultados excitantes e inesperados, mas apenas com um quinto dos dados que se esperam obter no final, obtiveram-se já alguns resultados importantes e surpreendentes.

Um dos artigos científicos relata a descoberta de cinco novos superaglomerados — aglomerados de aglomerados de galáxias — que se juntam àqueles já conhecidos, tais como o nosso próprio superaglomerado, o Superaglomerado Laniakea. 

Outro artigo trata de observações de seguimento obtidas para um aglomerado de galáxias em particular (conhecido pelo nome informal de XLSSC-116), situado a cerca de seis bilhões de anos-luz de distância. Com o instrumento MUSE do VLT observou-se neste aglomerado uma fonte de luz difusa estranhamente brilhante.

“Esta é a primeira vez que conseguimos estudar com detalhe a radiação difusa de um aglomerado de galáxias distante, pondo assim em evidência o poder do MUSE neste tipo de estudos,” explicou o co-autor Christoph Adami do Laboratoire d´Astrophysique, Marseille, França. 

A equipe utilizou também os dados para confirmar a ideia de que no passado os aglomerados de galáxias são muito menores que os que observamos atualmente — uma descoberta importante para a compreensão teórica da evolução dos aglomerados ao longo da vida do Universo.

O simples ato de contar os aglomerados de galáxias nos dados XXL confirmou também um resultado anterior algo estranho — existem menos aglomerados distantes do que o esperado com base nas predições dos parâmetros cosmológicos medidos pelo telescópio Planck da ESA. A razão desta discrepância não é conhecida, no entanto a equipe espera resolver esta curiosidade cosmológica quando tiver acesso à amostra total de aglomerados em 2017.

Estes quatro resultados importantes são apenas o preâmbulo do que ainda está para vir deste enorme rastreio de alguns dos mais massivos objetos do Universo.

Notas

 O rastreio XXL combinou dados de arquivo com novas observações de aglomerados de galáxias, cobrindo assim um domínio de comprimentos de onda que vai de 1x10-4 μm (raios X, observados com o XMM) a mais de 1 metro (ondas de rádio, observadas com o Giant Metrewave Radio Telescope [GMRT]).

 Os aglomerados de galáxias de que tratam os 13 artigos científicos encontram-se a desvios para o vermelho entre z = 0,05 e z = 1,05, o que corresponde a uma idade do Universo entre 13 e 5,7 bilhões de anos, respectivamente.

 Para estudar os aglomerados de galáxias é necessário conhecer a sua distância precisa. Embora distâncias aproximadas — desvios para o vermelho fotométricos — possam ser medidas por análise das suas cores a diferentes comprimentos de onda, são necessários desvios para o vermelho espectroscópicos mais precisos. Estes desvios para o vermelho foram também obtidos nos dados de arquivo, como parte do rastreio VIPERS (VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey), do rastreio VVDS (VIMOS-VLT Deep Survey) e do rastreio GAMA.

Este aglomerado de galáxias foi encontrado a um desvio para o vermelho z = 0,543.