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    Filamentos massivos alimentam o crescimento de galáxias e buracos negros supermassivos

    Mapa mostrando os filamentos de gás (azul) indo de cima para baixo da imagem, detectado usando o instrumento MUSE no Very Large Telescope. Os pontos brancos embutidos nesses filamentos são galáxias formadoras de estrelas muito ativas que estão sendo alimentadas pelos filamentos, e que são detectados usando a matriz Atacama Large Millimeter / submillimeter. Crédito:Hideki Umehata

    Um grupo internacional de cientistas liderado pelo RIKEN Cluster for Pioneering Research usou observações do Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) no ESO Very Large Telescope (VLT) no Chile e do Suprime-Cam no telescópio Subaru para fazer observações detalhadas de os filamentos de gás conectando galáxias em um grande, proto-aglomerado distante no início do universo.

    Com base em observações diretas, eles descobriram isso, de acordo com as previsões do modelo de matéria escura fria da formação de galáxias, os filamentos são extensos, estendendo-se por mais de 1 milhão de parsecs - um parsec tendo pouco mais de três anos-luz - e estão fornecendo o combustível para a formação intensa de estrelas e o crescimento de buracos negros supermassivos dentro do proto-aglomerado.

    As observações, que constituem um mapa muito detalhado dos filamentos, foram feitos em SSA22, um grande proto-aglomerado de galáxias localizado a cerca de 12 bilhões de anos-luz de distância na constelação de Aquário, tornando-se uma estrutura do universo primordial.

    As evidências, publicado em Ciência , dar novos insights sobre a formação de galáxias. A crença dominante em uma época era que as galáxias se formaram e, em seguida, se organizaram em aglomerados de forma ascendente, mas agora, geralmente acredita-se que os filamentos do universo alimentaram a formação de aglomerados de galáxias em locais onde os filamentos se cruzaram, criando regiões densas de matéria. De acordo com isso, o grupo descobriu que a interseção entre os enormes filamentos que eles identificaram é o lar de núcleos galácticos ativos - buracos negros supermassivos - e galáxias em "explosão estelar" que têm formação estelar muito ativa. Eles determinam sua localização a partir de observações feitas com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) e o Observatório W. M. Keck.

    Filme de um aglomerado de galáxias massivo da simulação C-EAGLE, fornecendo uma visão de uma região comparável àquela onde os filamentos foram detectados. O mapa de cores representa a mesma emissão dos filamentos de gás que a detectada nas observações. Na convergência desses filamentos, um enorme aglomerado de galáxias está se formando. Crédito:Joshua Borrow usando C-EAGLE

    Suas observações são baseadas na detecção do que é conhecido como radiação alfa de Lyman - luz ultravioleta que é produzida quando o gás hidrogênio neutro é ionizado e então retorna ao seu estado fundamental - usando o instrumento MUSE. A radiação foi considerada intensa - alta demais para ser proveniente da radiação ultravioleta de fundo do universo. Seus cálculos indicaram que a alta radiação foi provavelmente desencadeada por galáxias em formação de estrelas e buracos negros em formação.

    Mapa mostrando os filamentos de gás (azul) indo de cima para baixo da imagem, detectado usando o instrumento MUSE no Very Large Telescope. Em cores, a luz ótica vista pelo telescópio Subaru, vindo das galáxias que são visíveis nesta região do céu noturno, incluindo galáxias que estão fisicamente associadas aos filamentos, mas também galáxias no primeiro plano e no fundo dessa estrutura. Crédito:Hideki Umehata

    De acordo com Hideki Umehata do RIKEN Cluster for Pioneering Research e da University of Tokyo, o primeiro autor do artigo, "Isso sugere fortemente que o gás caindo ao longo dos filamentos sob a força da gravidade desencadeia a formação de galáxias estelares e buracos negros supermassivos, dando ao universo a estrutura que vemos hoje.

    Este filme mostra a emissão dos filamentos identificados nas observações usando o instrumento MUSE no Very Large Telescope. Conforme o filme avança, gás em diferentes velocidades relativas ao longo da linha de visão é mostrado (em uma escala onde 0 é a velocidade no centro da estrutura, veja o canto superior direito). Estrelas marcam as posições projetadas de galáxias ativas. O mapa de cores codifica a intensidade da radiação detectada, em uma escala definida no topo da imagem. O filme destaca como as galáxias estão embutidas nesses filamentos. Crédito:Hideki Umehata

    "Observações anteriores mostraram que há emissões de bolhas de gás que se estendem para além das galáxias, mas agora fomos capazes de mostrar claramente que esses filamentos são extremamente longos, indo além da borda do campo que vimos. Isso adiciona credibilidade à ideia de que esses filamentos estão, na verdade, alimentando a intensa atividade que vemos dentro das galáxias dentro dos filamentos. "

    Esta é uma imagem que mostra filamentos em um aglomerado de galáxias massivo usando a simulação C-EAGLE. Crédito:Joshua Borrow usando C-EAGLEJoshua Borrow usando C-EAGLEJoshua Borrow usando C-EAGLE

    Co-autora Michele Fumagalli da Durham University, REINO UNIDO., disse, "É muito empolgante ver claramente, pela primeira vez, filamentos múltiplos e estendidos no universo inicial. Finalmente temos uma maneira de mapear essas estruturas diretamente, e entender em detalhes seu papel na regulação da formação de buracos negros supermassivos e galáxias. "


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