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Quasar ancestral revela teia intergaláctica

Astrônomos registram imagem direta de filamentos de gás entre galáxias

 

S. Cantalupo
O quasar UM 287 (mancha brilhante no centro) ilumina a maior nuvem de gás já vista no Universo
 

Por Ron Cowen e Revista Nature

 

Astrônomos descobriram a maior nuvem de gás conhecida no Universo. A gigantesca nebulosa pode ser o primeiro filamento observado de um arranjo aracnídeo de galáxias, gás, e matéria escura espalhado pela estrutura de grande escala do Cosmo. A equipe usou um quasarbrilhante, observado com a aparência que tinha quando o Universo tinha menos de três bilhões de anos, para iluminar o tênue gás nas proximidades.

A imensa quantidade de luz do quasar (uma classe de núcleos galácticos de brilho intenso, que se acreditam ser buracos negros passando por uma fase de crescimento) faz com que átomos de hidrogênio no gás emitam um comprimento de onda característico da radiação ultravioleta. Conforme o Universo se expande, a radiação acaba se esticando em comprimentos de onda mais longos, transformando-se em luz visível. Os astrônomos Sebastiano Cantalupo e Xavier Prochaska da University of California, Santa Cruz, e seus colegas, registraram essa luz usando o Observatório Keck no pico do vulcão Mauna Kea, no Havaí. As imagens do Keck revelam uma nuvem de gás que tem 460 mil parsecs (1,5 milhão de anos-luz) de comprimento – mais de dez vezes o diâmetro de nossa Via Láctea. Essa é a primeira vez que a radiação de uma nuvem é detectada “em escalas muito maiores que uma galáxia”, declara Prochaska. Os pesquisadores descreveram a descoberta online em 19 de janeiro, na Nature.

O artigo “relata uma observação espetacular – a maior nuvem de gás difuso já encontrada”, comemora o astrônomo Joop Schaye da Universidade Leiden, na Holanda, que não participou do estudo.

Antes que as galáxias se formassem, o Universo continha um gás primordial e difuso de matéria, composto de átomos comuns e matéria escura. De acordo com o principal modelo de formação galáctica, a gravidade concentrou a matéria escura em halos, e esses halos formaram ‘poços gravitacionais’ em que as galáxias se formaram. Simulações mostraram repetidamente que nem toda a matéria cai nesses poços: em vez disso algumas pontes estreitas seriam deixadas para trás, conectando galáxias a uma teia cósmica.

Pesquisadores já encontraram evidências de um filamento da teia cósmica feito de matéria escura, inferindo a massa e a forma desse “tentáculo” invisível pela maneira como ele curva e aumenta gravitacionalmente o brilho da luz de galáxias mais distantes, que ficam atrás dele quando vistos da Terra.

Tentáculos Tentadores

A nuvem se estende muito mais do que seria possível para um halo de matéria escura, o que sugere que ela deve se estender entre galáxias. De acordo com Prochaska, isso ficaria mais bem explicado se a própria nuvem for um filamento visível da teia cósmica.

 

Outros cenários que podem explicar essa nuvem colossal – como gás que foi esticado e rasgado pelo arrasto gravitacional da galáxia – não funcionam porque “a escala e massa da nuvem são grandes demais” para serem explicadas assim, observa Prochaska.

Ainda que a nuvem de gás possa ser o primeiro filamento visível da teia que astrônomos já detectaram, Schaye aponta que sua identificação continua incerta. “Os autores de fato são convincentes quando propõem que o gás emitido se estende além do halo escuro que abriga o quasar brilhante, mas isso não o torna, necessariamente, um filamento de grande escala”, alerta ele.

De acordo com Schaye, a descoberta é significativa mesmo se essa for apenas uma nuvem colossal de gás, porque parece que apenas algumas galáxias e quasares ficam cercadas por nuvens desse tipo. E se a nuvem for um filamento, seu brilho indica que ela contém mais de dez vezes a quantidade de gás frio permitida por simulações atuais da teia cósmica.

Uma explicação para essa discrepância de massa, de acordo com a equipe, é que o gás da teia cósmica se aglomera mais do que o previsto, em escalas de alguns milhares de parsecs – um comprimento pequeno demais para ser resolvido de maneira clara por simulações. Prochaska destaca que é importante determinar a aglomeração, porque ela pode afetar a taxa a que o gás frio, que alimenta a formação estelar, vai para dentro de galáxias.

Em breve dois instrumentos novos se juntarão à busca por mais nuvens gigantes de gás. Espera-se que o instrumento Explorador Espectroscópico de Unidades Múltiplas entre em funcionamento em outubro, no Very Large Telescope em Paranal, no Chile, e que procure nuvens ao redor de quasares mais remotos que o examinado pela equipe de Prochaska. No Observatório Keck, o Imageador da Teia Cósmica, que deve ser instalado no ano que vem, examinará em detalhes mais finos nuvens ao redor de quasares que ficam mais perto da Terra. 

Este artigo foi reproduzido com permissão da revista Nature. O artigo foi publicado pela primeira vez em 19 de janeiro de 2014.