Astrônomos detectam nascimento de aglomerado do início do Universo

A descoberta marca a detecção mais distante deste gás quente em um protoaglomerado (aglomerado em formação). O achado ocorreu usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é parceiro.

Anteriormente, o ICM só havia sido estudado em aglomerados próximos totalmente formados. Detectar isso em protoaglomerados distantes permitiria aos astrônomos capturar esses aglomerados nos estágios iniciais de formação.

“Simulações cosmológicas previram a presença de gás quente em protoaglomerados por mais de uma década, mas faltam confirmações observacionais”, explica Elena Rasia, pesquisadora do Instituto Nacional Italiano de Astrofísica (INAF), em Trieste, na Itália, e coautora do estudo, em comunicado.

Luca Di Mascolo, primeiro autor do estudo e pesquisador da Universidade de Trieste, na Itália, selecionou com sua equipe o protoaglomerado Spiderweb, localizado em uma época em que o Universo tinha apenas 3 bilhões de anos.

Apesar de ser o protoaglomerado mais intensamente estudado, a presença do ICM ainda era indefinida. Encontrá-lo em um grande reservatório de gás quente indicaria que o sistema está a caminho de se tornar um aglomerado galáctico duradouro, em vez de se dispersar.

Os pesquisadores detectaram o protoaglomerado por meio do que é conhecido como efeito térmico Sunyaev-Zeldovich (SZ), que acontece quando a luz do fundo cósmico de micro-ondas – a radiação vinda do Big Bang – passa pelo ICM.

Quando esta luz interage com os elétrons em movimento rápido no gás quente, ela ganha um pouco de energia e sua cor, ou comprimento de onda, muda ligeiramente. “ Nos comprimentos de onda corretos, o efeito SZ aparece como um efeito de sombreamento de um aglomerado de galáxias na radiação cósmica de fundo ,” explica Di Mascolo.

Ao medir essas sombras, os astrônomos podem inferir a existência do gás quente, estimar sua massa e mapear sua forma. Segundo a equipe, este vasto reservatório de gás tem uma temperatura de algumas dezenas de milhões de graus Celsius.

Anteriormente, gás frio havia sido detectado neste protoaglomerado, mas a massa do gás quente encontrada neste novo estudo o supera em milhares de vezes. Esta descoberta mostra que Spiderweb deve se transformar em um enorme aglomerado de galáxias em cerca de 10 bilhões de anos, aumentando sua massa em pelo menos um fator de dez.