No final de 2015, os astrónomos do MIT, a Universidade de Missouri, da Universidade da Flórida, e em outros lugares detectou um amplo conjunto maciço, produzindo galáxia que formava apenas 3,8 bilhões de anos após o Big Bang. Localizado a 10 bilhões de anos-luz da Terra e potencialmente contendo milhares de galáxias individuais, o megastructure é de cerca de 250 trilhões de vezes mais massivo que o Sol, ou 1.000 vezes mais massa do que a Via Láctea.
"Tivemos alguma noção de como enorme e distante que era, mas não estávamos plenamente convencido", disse Michael McDonald, professor assistente de física e membro do Centro de Kavli do MIT para Astrofísica e Pesquisa Espacial. "Estes novos resultados são o prego no caixão que prova que é o que inicialmente se pensava."
O Galaxy diário via MIT Notícias
O universo primitivo era uma confusão caótica de gás e matéria que só começou a fundir-se em galáxias centenas distintas de milhões de anos após o Big Bang.Levaria vários bilhões de anos para que essas galáxias para montar em conjuntos maciços da galáxia - ou assim que os cientistas pensavam.
O cluster, chamado IDCS J1426.5 + 3508 (ou IDCS 1426) mostrado abaixo, é o aglomerado mais maciço de galáxias já descobertos nos primeiros 4 bilhões de anos após o Big Bang. IDCS 1426 parece estar passando por uma quantidade substancial de convulsão: Os pesquisadores observaram um nó brilhante de raios-X, um pouco fora do centro do cluster, indicando que o núcleo do cluster pode ter deslocado cerca de cem mil anos-luz do seu centro. Os cientistas supor que o núcleo pode ter sido desalojado de uma violenta colisão com outro aglomerado de galáxias maciças, fazendo com que o gás dentro do cluster para chapinhar ao redor, como o vinho em um vidro que foi deslocado repentinamente.
McDonald diz que tal colisão pode explicar como IDCS 1426 formado tão rapidamente no início do universo, numa altura em que as galáxias individuais estavam apenas começando a tomar forma.
"No grande esquema das coisas, galáxias provavelmente não começar a formar até que o universo foi relativamente fria, e ainda assim essa coisa tem aparecido muito em breve depois disso", diz McDonald. "Nossa suposição é que um outro conjunto semelhante enorme entrou e tipo de destruído o lugar um pouco. Isso explicaria por que isso é tão enorme e crescendo tão rapidamente. É o primeiro para o portão, basicamente."
McDonald e seus colegas apresentaram os seus resultados esta semana na reunião 227 American Astronomical Society, em Kissimmee, Florida. As suas conclusões serão também publicados no The Astrophysical Journal.
Aglomerados de galáxias são aglomerações de centenas de milhares de galáxias ligadas pela gravidade. Eles são as estruturas de maior massa no universo, e aqueles localizados relativamente perto, como o aglomerado de Virgem, são extremamente brilhantes e fáceis de detectar no céu.
"Eles são uma espécie de como cidades no espaço, onde todas essas galáxias vivem muito estreitamente juntos", diz McDonald. "No universo próximo, se você olhar para um aglomerado de galáxias, você basicamente visto todos eles - todos eles parecem muito uniforme Quanto mais você olhar para trás, o mais diferente que eles começam a aparecer.".
No entanto, encontrar aglomerados de galáxias mais distantes no espaço - e ainda mais para trás no tempo - é um exercício difícil e incerto. Em 2012, os cientistas usando o Telescópio Espacial Spitzer da NASA detectaram pela primeira vez sinais de IDCS 1426 e fez algumas estimativas iniciais de sua massa.
Para obter uma estimativa mais precisa da massa do aglomerado de galáxias, McDonald e seus colegas usaram dados de vários dos grandes obervatórios da NASA: o Telescópio Espacial Hubble, do Observatório Keck, e do Observatório de raios-X Chandra. "Estávamos usando basicamente três métodos completamente diferentes para pesar neste cluster", explica McDonald.
Tanto o Hubble e Keck Observatórios registrados os dados ópticos do cluster, que os investigadores analisados para determinar a quantidade de luz que estava curvado ao redor do cluster como um resultado da gravidade - um fenômeno conhecido como lente gravitacional. Quanto maior a massa do cluster, a força mais gravitacional que exerce, e quanto mais luz se dobra.
Eles também examinaram dados de raios-X do Observatório Chandra de obter uma sensação de a temperatura do cluster. objetos de alta temperatura emitem raios-X, e quanto mais quente um aglomerado de galáxias, mais o gás dentro desse cluster foi comprimido, tornando o cluster mais massivo.
A partir dos dados de raios-X, McDonald e seus colegas também calculada a quantidade de gás no aglomerado, o que pode ser uma indicação da quantidade de matéria - e massa - no cluster.
Usando todos os três métodos, o grupo calculados aproximadamente a mesma massa - cerca de 250 trilhões de vezes a massa do sol. Agora, a equipe está à procura de galáxias individuais dentro do cluster para ter uma noção de como esses mega-estruturas podem formar no início do universo.
"Este grupo é como uma espécie de canteiro de obras - é confuso, alto, e sujo, e há muito que é incompleta", diz McDonald. "Ao ver que incompletude, podemos ter uma noção de como [grupos] crescer. Até agora, temos confirmado sobre uma dúzia de galáxias, mas estamos apenas vendo a ponta do iceberg, realmente."
Ele espera que os cientistas podem obter uma visão ainda melhor do IDCS 1.426 em 2018, com o lançamento do Telescópio Espacial James Webb - um telescópio infravermelho que é centenas de vezes mais sensível do que o telescópio Spitzer que primeiro detectou o cluster.
"As pessoas tinham tipo de repudiar essa idéia de encontrar clusters no óptico e infravermelho, em favor de assinaturas de raios-X e rádio", diz McDonald. "Nós estamos agora re-emergentes e dizendo que é realmente uma maneira fantástica de encontrar clusters. Ele sugere que talvez a gente precisa diversificar um pouco mais em como nós encontrar essas coisas."
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Créditos de imagem: Observatório NASA / Chandra X-Ray
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