Um artigo publicado no periódico The Astrophysical Journal revelou que o gigantesco aglomerado de galáxias Abell 2029, considerado por décadas um dos ambientes mais calmos do Universo, esconde sinais de um passado extremamente turbulento.
Novas observações feitas pelo Observatório de Raios X Chandra, da NASA, mostram que a estrutura ainda sofre os efeitos de uma colisão cósmica ocorrida há cerca de quatro bilhões de anos.
Em resumo:
O aglomerado Abell 2029, que parece calmo, esconde passado extremamente violento;
Observações detectaram espirais, ondas de choque e enormes movimentos de gás;
A colisão cósmica aconteceu há cerca de quatro bilhões de anos;
Estruturas descobertas são dezenas de vezes maiores que a Via Láctea;
Movimentos do gás ajudam a manter aquecido o interior do aglomerado galáctico.
Localizado na constelação de Virgem, a quase um bilhão de anos-luz da Terra, o Abell 2029 reúne mais de mil galáxias mantidas juntas pela força da gravidade. Esses aglomerados estão entre as maiores estruturas do cosmos e são preenchidos por enormes quantidades de gás superaquecido, capaz de emitir radiação em raios X. Durante muito tempo, os astrônomos acreditaram que essa região estava praticamente estável e sem grandes perturbações.
No centro do aglomerado está a colossal galáxia IC 1101, considerada uma das maiores já identificadas. Seu diâmetro estimado chega a quase 6 milhões de anos-luz. No núcleo dessa galáxia existe ainda um buraco negro supermassivo extremamente ativo, responsável por liberar enormes quantidades de energia no ambiente ao redor.
Imagem do Abell 2029 destaca as estruturas “splash” e “bay”, regiões de gás quente deformadas por antigos impactos cósmicos e movimentos turbulentos provocados por colisões entre aglomerados galácticos. – Crédito: Raio X: NASA/CXC/CfA/C. Watson et al.; Óptico: PanSTARRS; Processamento de imagem: NASA/CXC/SAO/N. Wolk e P. Edmonds
Abell 2029 sempre foi visto como um aglomerado tranquilo
Desde os anos 1990, pesquisadores descreviam o Abell 2029 como um “aglomerado tranquilo”. Estudos recentes feitos pela Missão de Imageamento e Espectroscopia em Raios X (XRISM), do Japão, reforçaram essa ideia ao detectar níveis muito baixos de turbulência no gás quente entre as galáxias. Isso indicava que o sistema não havia passado recentemente por fusões violentas ou grandes colisões.
Mas um terceiro estudo realizado pelo mesmo observatório começou a levantar dúvidas sobre essa aparente calmaria. Os cientistas identificaram bolsões de gás mais frio espalhados dentro da atmosfera extremamente quente do aglomerado. Segundo os pesquisadores, essas regiões poderiam ser vestígios de movimentos antigos causados por uma colisão gigantesca ocorrida bilhões de anos atrás.
Agora, as novas imagens do Chandra trouxeram evidências ainda mais fortes dessa história escondida. As observações revelaram estruturas gigantescas no gás quente do aglomerado, incluindo espirais, frentes de choque e ondas de calor atravessando o espaço. Mesmo após bilhões de anos, essas marcas ainda permanecem visíveis, como cicatrizes deixadas por um antigo impacto cósmico.
Os pesquisadores utilizaram 21 novas observações de raios X feitas entre 2022 e 2023, além de dados antigos armazenados em arquivos científicos. Combinando todas essas informações, a equipe conseguiu mapear detalhes nunca vistos antes na estrutura interna do Abell 2029. Entre as descobertas está uma das maiores espirais contínuas já detectadas em um aglomerado de galáxias.
Representação artística do Observatóriode Raios X Chandra, da NASA. – Crédito: NASA
Essa gigantesca espiral se estende por quase 2 milhões de anos-luz a partir do centro do aglomerado. Para comparação, a Via Láctea possui cerca de 100 mil anos-luz de diâmetro. Isso significa que a estrutura observada no Abell 2029 é aproximadamente 20 vezes maior que toda a nossa galáxia.
Além da espiral, os cientistas encontraram uma formação em formato de “baía” ao sul do núcleo do aglomerado. Também foi identificada uma extensa faixa de gás mais frio avançando para a região sudeste e sinais de uma possível onda de choque viajando pelas áreas externas do sistema. Essas características sugerem que o ambiente continua em movimento, mesmo bilhões de anos após a colisão inicial.
Para enxergar essas estruturas ocultas, os pesquisadores aplicaram técnicas avançadas de processamento de imagens. O método removeu o brilho uniforme emitido pelo gás quente, permitindo visualizar detalhes antes encobertos. Em seguida, simulações computacionais ajudaram a reconstruir a história do aglomerado e indicaram que tudo provavelmente começou quando um aglomerado menor atravessou o Abell 2029 há bilhões de anos.
Turbulência pode desempenhar papel importante no aquecimento do gás
Segundo os cientistas, o impacto deslocou enormes quantidades de gás quente, criando movimentos de oscilação e rotação dentro do campo gravitacional do aglomerado. Os pesquisadores compararam esse efeito ao movimento do vinho dentro de uma taça quando ela é girada. Mesmo após bilhões de anos, o gás continua “balançando” lentamente pelo interior da estrutura.
O estudo aponta que esses movimentos gigantescos podem desempenhar um papel importante no aquecimento do gás do aglomerado. Isso ajuda a explicar um antigo mistério da astronomia: por que o gás presente nesses ambientes não esfria tão rapidamente quanto os modelos teóricos preveem.
Normalmente, o gás superaquecido dos aglomerados perde energia constantemente ao emitir radiação em raios X. Com o passar do tempo, ele deveria esfriar de maneira significativa. Porém, observações mostram que esse resfriamento ocorre muito mais lentamente do que o esperado.
Até hoje, os cientistas acreditavam que o principal responsável por reaquecer o gás era a energia liberada pelos chamados núcleos galácticos ativos, regiões extremamente energéticas associadas a buracos negros supermassivos. No caso do Abell 2029, o buraco negro no centro da IC 1101 provavelmente contribui para esse processo.
As novas descobertas, porém, sugerem que a atividade do buraco negro talvez não seja suficiente para explicar sozinha o comportamento observado. Os enormes movimentos de oscilação causados pela antiga fusão também podem redistribuir calor pelo aglomerado e manter o gás aquecido por períodos extremamente longos.
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Colisões antigas continuam influenciando a evolução do Universo
Os pesquisadores acreditam ainda que o aglomerado menor possa ter atravessado o Abell 2029 mais de uma vez. Simulações indicam que, após o primeiro encontro, a gravidade do sistema maior desacelerou o objeto menor e o puxou novamente para outra passagem. Esse segundo impacto teria produzido novas ondas de choque e perturbações adicionais no gás.
A misteriosa estrutura em forma de baía pode ter surgido justamente dessa interação complexa entre correntes de gás diferentes. Outra hipótese sugere que a formação esteja ligada a uma antiga “bolha fantasma”, criada pela atividade passada do buraco negro supermassivo no centro da IC 1101.
Embora os cientistas ainda não tenham encontrado provas definitivas dessas bolhas ocultas, eles afirmam que a posição das estruturas no espaço pode dificultar sua detecção. Mesmo assim, os resultados indicam que o Abell 2029 está longe de ser o ambiente calmo que os astrônomos imaginavam durante décadas.
O trabalho mostra que até mesmo os aglomerados aparentemente mais estáveis do Universo podem esconder histórias violentas e dinâmicas. As observações ajudam os cientistas a compreender melhor como colisões antigas continuam influenciando a evolução de estruturas gigantescas bilhões de anos depois dos eventos originais.
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