Caçada XXL de enxames de galáxias

Esta imagem mostra o campo sul do XXL (XXL-S), um dos dois campos observados pelo rastreio XXL.
O XXL é o maior rastreio de enxames de galáxias jamais executado e dá-nos a melhor vista de sempre do céu profundo em raios X. O rastreio foi levado a cabo pelo observatório XMM-Newton da ESA. Observações adicionais vitais para medir as distâncias aos enxames de galáxias foram obtidas nos observatórios do ESO.
A área que mostramos nesta imagem foi obtida com cerca de 220 observações do XMM-Newton e, vista no céu, teria uma área bidimensional - ou seja, sem levar em linha de conta a profundidade explorada no rastreio - de 100 vezes a área da Lua Cheia (a qual cobre cerca de meio grau do céu).
Os círculos vermelhos mostram os enxames de galáxias detetados pelo rastreio. Juntamente com o outro campo - o campo norte do XXL (XXL-N) - foram descobertos cerca de 450 enxames neste rastreio, que os mapeou até uma altura em que o Universo tinha apenas metade da sua idade atual.
A imagem mostra também algumas das 12.000 galáxias detetadas no campo, que apresentam núcleos muito brilhantes contendo buracos negros.
Crédito: ESA/XMM-Newton/consórcio do rastreio XXL/(S. Snowden, L. Faccioli, F. Pacaud)

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

Os enxames de galáxias são aglomerados massivos de galáxias que albergam enormes reservatórios de gás quente - as temperaturas são tão elevadas que se produzem raios-X. Estas estruturas são úteis para os astrônomos porque pensa-se 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 enxames de galáxias podem ajudar-nos a compreender melhor o lado escuro do Universo.

A equipa, 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 detetá-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 alguma vez concedido neste telescópio - com observações do ESO e de outros observatórios. O resultado é uma enorme e crescente coleção de dados que cobre todo o espectro eletromagnético, coletivamente chamada rastreio XXL.


Esta imagem mostra uma imagem de raios-X de um enxame distante (imagem azul onde se vê claramente os pixels, obtida pelo satélite XMM do ESA) sobreposta a uma imagem do céu obtida a partir do solo - pelo Telescópio Canada France Hawaii. Alguns dos objetos mais brilhantes em raios-X são galáxias cujos centros brilhantes estão a ser alimentados por buracos negros supermassivos. O enxame no centro da imagem mostra uma mancha extensa de radiação de raios-X, emitida por gás quente.
Crédito: ESA/consórcio do rastreio XXL/Telescópio do Canadá-França-Hawaii

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

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

Observações obtidas com o instrumento EFOSC2 instalado no NTT (New Technology Telescope), juntamente com observações do instrumento FORS montado no VLT do ESO (Very Large Telescope), foram também utilizadas para analisar cuidadosamente a radiação emitida pelas galáxias no seio destes enxames de galáxias. Estas observações permitiram aos astrônomos medir as distâncias precisas aos enxames 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 super enxames - enxames de enxames de galáxias - a juntar àqueles já conhecidos, tais como o nosso próprio super enxame, o Superenxame Laniakea.

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

"Esta é a primeira vez que conseguimos estudar com detalhe a radiação difusa de um enxame de galáxias distante, pondo assim em evidência o poder do MUSE neste tipo de estudos," explicou o coautor Christoph Adami do Laboratoire d'Astrophysique, Marseille, França.

A equipa utilizou também os dados para confirmar a ideia de que no passado os enxames de galáxias são muito mais pequenos que os que observamos atualmente - uma descoberta importante para a compreensão teórica da evolução dos enxames ao longo da vida do Universo.


Este enxame de galáxias distante foi descoberto pelo rastreio XXL, através da sua emissão raios-X vinda do gás quente. Esta radiação foi detetada pelo satélite XMM da ESA. As distâncias às galáxias individuais foram medidas com o auxílio do ESO e de outros telescópios, permitindo a obtenção de uma vista tridimensional da distribuição dos enxames de galáxias.
Esta imagem foi obtida pelo Telescópio Canada France Hawaii.
Crédito: consórcio do rastreio XXL/Telescópio do Canadá-França-Hawaii

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

FONTE: ASTRONOMIA ONLINE