p Olhando profundamente no espaço - surpreendentes 90 por cento do caminho através do universo observável - os astrônomos testemunharam o início de um gigantesco acúmulo cósmico, a colisão iminente de 14 jovens, galáxias estelares. p Este antigo megamerger está destinado a evoluir para uma das estruturas mais massivas do universo conhecido:um aglomerado de galáxias, ligado gravitacionalmente pela matéria escura e nadando em um mar quente, gás ionizado.

p Usando o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), uma equipe internacional de cientistas descobriu uma concentração surpreendentemente densa de 14 galáxias que estão prestes a se fundir, formando o núcleo do que eventualmente se tornará um aglomerado de galáxias colossal.

p Este esmagamento galáctico fortemente limitado, conhecido como protocluster, está localizado a aproximadamente 12,4 bilhões de anos-luz de distância, o que significa que sua luz começou a viajar até nós quando o universo tinha apenas 1,4 bilhão de anos, ou cerca de um décimo de sua idade atual. Suas galáxias individuais estão formando estrelas até 1, 000 vezes mais rápido do que a nossa galáxia natal e estão espremidos dentro de uma região do espaço apenas cerca de três vezes o tamanho da Via Láctea. O aglomerado de galáxias resultante eventualmente rivalizará com alguns dos aglomerados mais massivos que vemos no universo hoje.

p Os resultados são publicados na revista Natureza .

p "Ter capturado um aglomerado de galáxias massivo em formação é espetacular por si só, "disse Scott Chapman, um astrofísico da Universidade Dalhousie em Halifax, Canadá, que se especializou em cosmologia observacional e estuda as origens da estrutura no universo e a evolução das galáxias.

p "Mas, o fato de que isso está acontecendo tão cedo na história do universo representa um desafio formidável para a nossa compreensão atual da forma como as estruturas se formam no universo, " ele disse.

p Durante os primeiros milhões de anos da história cósmica, matéria normal e matéria escura começaram a se agregar em concentrações cada vez maiores, eventualmente dando origem a aglomerados de galáxias, os maiores objetos do universo conhecido. Com massas comparáveis ​​a um milhão de bilhões de sóis, aglomerados podem conter até mil galáxias, vastas quantidades de matéria escura, buracos negros gigantescos, e gás emissor de raios-X que atinge temperaturas de mais de um milhão de graus.

p A teoria atual e os modelos de computador sugerem que protoclusters tão massivos quanto o observado pelo ALMA, Contudo, deveria ter levado muito mais tempo para evoluir.

p "Como essa montagem de galáxias ficou tão grande tão rápido é um mistério, não foi construído gradualmente ao longo de bilhões de anos, como os astrônomos podem esperar, "disse Tim Miller, candidato a doutorado na Universidade de Yale e co-autor do artigo.

p "Esta descoberta oferece uma oportunidade incrível de estudar como os aglomerados de galáxias e suas galáxias massivas se reuniram nesses ambientes extremos."

p Este protocluster galáctico em particular, designado SPT2349-56, foi observada pela primeira vez como uma mancha tênue de luz de comprimento de onda milimétrica em 2010 com o Telescópio do Pólo Sul da National Science Foundation. Observações de acompanhamento com o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX) ajudaram a confirmar que se tratava de uma fonte galáctica extremamente distante e digna de observações de acompanhamento com o ALMA. A resolução e a sensibilidade superiores do ALMA permitiram aos astrônomos distinguir nada menos do que 14 objetos individuais em uma região assustadoramente pequena do espaço, a confirmação do objeto era o exemplo arquetípico de um protocluster em um estágio muito inicial de desenvolvimento.

p A distância extrema deste aglomerado e os componentes claramente definidos oferecem aos astrônomos uma oportunidade sem precedentes de estudar alguns dos primeiros passos da formação do aglomerado menos de 1,5 bilhão de anos após o Big Bang. Usando os dados do ALMA como condições iniciais para simulações de computador sofisticadas, os pesquisadores conseguiram demonstrar como essa coleção atual de galáxias provavelmente crescerá e evoluirá ao longo de bilhões de anos.

p "O ALMA nos deu, pela primeira vez, um ponto de partida claro para prever a evolução de um aglomerado de galáxias. Hora extra, as 14 galáxias que observamos vão parar de formar estrelas e vão colidir e se aglutinar em uma única galáxia gigantesca, "disse Chapman.

p Esta pesquisa é apresentada em um artigo intitulado "Um núcleo massivo de um aglomerado de galáxias em um redshift de 4,3, "por T.B. Miller, et al., que aparece no jornal Natureza .