20181220. Crédito:CATA / DAS
Em 1933, Fritz Zwicky, famoso astrônomo americano de origem suíça, chegou à surpreendente conclusão de que, embora as galáxias sejam os sinais de aglomerados de galáxias, sua contribuição para a massa total do cluster é minúscula em comparação com um componente dominante de matéria escura. As estimativas atuais da massa total de um cluster indicam que as contribuições são aproximadamente:
Até agora, esses sistemas em escala megaparsec, que têm até centenas de trilhões de massas solares, foram facilmente reconhecidos na luz visível por causa do brilho das galáxias embutidas e sua concentração em direção aos centros do aglomerado. Por causa de suas grandes massas e extensão, os aglomerados de galáxias são fundamentais para o mapeamento e o orçamento de massa do universo. Um novo trabalho de uma equipe internacional de cientistas sugere que talvez até um terço de todos os aglomerados não tenham sido observados anteriormente. O estudo, conduzido no universo próximo, mostra que os clusters recém-revelados contêm menos, menos embalado, e galáxias menos luminosas em comparação com os aglomerados convencionais.
A descoberta foi feita usando dados públicos de 191, 440 galáxias de uma grande pesquisa de redshift de galáxias (o 2dFGRS) conduzida há uma década com um instrumento robótico no telescópio anglo-australiano de 3,9 metros. O reexame dos dados por meio da análise de big data, junto com o abandono de preconceitos sobre a aparência do cluster, levou à descoberta relatada.
A equipe internacional de astrônomos e cientistas da computação mostrou que nem todos os aglomerados (ou enxames) de galáxias têm a mesma aparência no alcance óptico. "Encontramos aglomerados com menos galáxias luminosas (espirais e irregulares) e mais vagamente compactados em direção aos centros do que os aglomerados convencionais, propriedades que superficialmente lhes dão uma aparência não muito diferente das regiões comuns do céu. Esta é a principal razão pela qual eles passaram despercebidos até agora, "explica Luis Campusano, da Universidade do Chile em Santiago e principal autor do estudo.
"O resultado é tão surpreendente como se os geógrafos tivessem perdido um terço dos picos de uma cordilheira como os Andes porque havia neve e eram um pouco mais planos em seus topos, "acrescenta Roger G. Clowes, do Jeremiah Horrocks Institute da University of Central Lancashire, Inglaterra, co-autor do artigo.
A descoberta de uma nova classe de aglomerados massivos tem consequências importantes. "Até aqui, as pesquisas de aglomerados foram baseadas na presença de galáxias elípticas brilhantes, enquanto a adição de novos aglomerados massivos aumenta sua contribuição para a massa média do universo. A constatação de que aglomerados de massa semelhante podem ter conteúdos de galáxias bastante diferentes é evidência de que a história particular de cada aglomerado também é relevante, e não apenas sua massa. O resultado impõe novas restrições à teoria da evolução da galáxia, "afirma Gabriel Marinello do Joint ALMA Observatory, também co-autor deste trabalho.
A pista que permitiu a Campusano e seus colaboradores encontrarem novos grandes sistemas de "matéria escura" foi a implementação de um localizador de aglomerados que considerava apenas a distribuição espacial das galáxias sem se preocupar com seu brilho ou morfologia. O trabalho em equipe entre astrônomos e cientistas da computação também foi fundamental.
O software identificou clusters no banco de dados, que contém as informações de posição para quase 200, 000 galáxias, por um método geométrico que encontra as densidades da galáxia. Isso permite a identificação dos membros de um cluster através de um gap de velocidade que os separa do campo geral do céu. A amostra de cluster resultante provou conter clusters relatados na literatura e fornecer um catálogo de cluster mais completo.
A maioria dos algoritmos de localização de clusters dependem da proximidade entre galáxias, o chamado método de amigos de amigos, o que pode confundir a identificação do núcleo do cluster. Em uma comparação com os resultados publicados de outros, localizadores de cluster anteriores trabalhando no mesmo conjunto de dados de galáxias, a eficácia do novo procedimento computacional mostrou ser substancialmente melhorada. Por meio de análises detalhadas, os autores mostraram que o novo algoritmo não foi apenas capaz de detectar os clusters já publicados, mas que também revelou novos clusters. Descobriu-se que algumas das novas detecções eram "mais do mesmo, "o que não é surpreendente quando métodos aprimorados são usados. Mas muitos revelaram ter uma aparência diferente. A análise detalhada dessas detecções extras levou à descoberta.
Discutivelmente, a ciência dos aglomerados de galáxias começou já em 1781 com a identificação visual de densidades excessivas na distribuição de nebulosas em grandes áreas do céu pelo astrônomo francês Messier. Contudo, apenas relativamente recentemente, em 1923, foram algumas das nebulosas reconhecidas pela primeira vez como galáxias externas por Edwin Hubble.
