Astrônomos do MIT descobriram novas e incomuns vizinhanças galácticas que estudos anteriores negligenciaram. Seus resultados, publicado hoje, sugerem que cerca de 1 por cento dos aglomerados de galáxias parecem atípicos e podem ser facilmente identificados erroneamente como uma única galáxia brilhante. À medida que os pesquisadores lançam novos telescópios de caça a aglomerados, eles devem dar atenção a essas descobertas ou correm o risco de ter uma imagem incompleta do universo.

Os aglomerados de galáxias contêm centenas a milhares de galáxias unidas pela gravidade. Eles se movem através de uma sopa quente de gás chamada meio intracluster, que contém mais massa do que todas as estrelas em todas as galáxias dentro dele. Este gás quente alimenta a formação de estrelas à medida que esfria e emite radiação de raios-X que podemos observar com telescópios espaciais.

Esta nuvem de gás brilhante cria um halo difuso de raios-X ao redor de aglomerados de galáxias, fazendo com que se destaquem de fontes pontuais mais discretas de raios-X produzidos por, por exemplo, uma estrela ou quasar. Contudo, algumas vizinhanças galácticas quebram esse molde, como o professor associado do MIT Michael McDonald aprendeu nove anos atrás.

Em 2012, McDonald descobriu um cluster diferente de qualquer outro, que brilhou como uma fonte pontual no raio-X. Sua galáxia central hospeda um buraco negro voraz que consome matéria e emite raios X tão brilhantes que afogam a radiação difusa do meio intracluster. Em seu núcleo, o aglomerado forma estrelas a uma taxa cerca de 500 vezes maior do que a maioria dos outros aglomerados, dando-lhe o brilho azul de uma população jovem de estrelas, em vez do tom vermelho típico de estrelas envelhecidas.

"Há décadas procurávamos um sistema como este, "McDonald diz sobre o cluster Phoenix. E ainda, tinha sido observado e ignorado anos antes, assumido ser uma única galáxia em vez de um aglomerado. "Estava no arquivo há décadas e ninguém o viu. Eles estavam olhando além porque não parecia certo."

E entao, McDonald se perguntou, que outros clusters incomuns podem estar escondidos no arquivo, esperando para ser encontrado? Assim, nasceu a pesquisa Clusters Hiding in Plain Sight (CHiPS).

Taweewat Somboonpanyakul, um estudante de pós-graduação no laboratório do McDonald's, dedicou todo o seu Ph.D. para a pesquisa CHiPS. Ele começou selecionando potenciais candidatos a agrupamentos de décadas de observações de raios-X. Ele usou dados existentes de telescópios terrestres no Havaí e no Novo México, e visitou os telescópios de Magalhães no Chile para obter novas imagens das fontes restantes, a caça de galáxias vizinhas que revelariam um aglomerado. Nos casos mais promissores, ele ampliou com telescópios de alta resolução, como o Chandra X-Ray Observatory e o Hubble Space Telescope.

Depois de seis anos, a pesquisa CHiPS chegou ao fim. Hoje em The Astrophysical Journal , Somboonpanyakul publicou os resultados cumulativos da pesquisa, que incluem a descoberta de três novos aglomerados de galáxias. Um desses clusters, CHIPS1911 + 4455, é semelhante ao aglomerado de Phoenix, que se forma rapidamente, e foi descrito em um artigo em janeiro de The Astrophysical Journal Letters . É uma descoberta empolgante, pois os astrônomos conhecem apenas alguns outros aglomerados semelhantes à Fênix. Este cluster convida a um estudo mais aprofundado, Contudo, pois tem uma forma torcida com dois braços estendidos, enquanto todos os outros clusters de resfriamento rápido são circulares. Os pesquisadores acreditam que pode ter colidido com um aglomerado de galáxias menor. "É super único em comparação com todos os aglomerados de galáxias que conhecemos agora, "diz Somboonpanyakul.

Em tudo, a pesquisa CHiPS revelou que pesquisas de raios-X mais antigas perderam cerca de 1 por cento das vizinhanças galácticas porque parecem diferentes do aglomerado típico. Isso pode ter implicações significativas, já que os astrônomos estudam aglomerados de galáxias para aprender como o universo se expande e evolui. "Precisamos encontrar todos os clusters para acertar essas coisas, "McDonald explica." Noventa e nove por cento da conclusão não é suficiente se você quiser ir além. "

À medida que os cientistas descobrem e estudam mais desses aglomerados de galáxias incomuns, eles podem entender melhor como eles se encaixam no quadro cósmico mais amplo. Neste ponto, eles não sabem se um pequeno número de clusters está sempre neste estranho, Estado de Phoenix, ou se esta é talvez uma fase típica que todos os clusters passam por um curto período de tempo - cerca de 20 milhões de anos, um momento fugaz pelos padrões do espaço-tempo. É difícil para os astrônomos dizer a diferença, já que eles obtêm apenas um único instantâneo de cada cluster quase congelado no tempo. Mas com mais dados, eles podem fazer melhores modelos da física que governa essas vizinhanças galácticas.

A conclusão da pesquisa CHiPS coincide com o lançamento de um novo telescópio de raios-X, eROSITA, que visa aumentar nosso catálogo de clusters de algumas centenas para dezenas de milhares. Mas, a menos que mudem a maneira como procuram esses clusters, eles perderão centenas que se desviam da norma. "As pessoas que estão construindo as buscas do cluster por este novo telescópio de raios-X precisam estar cientes deste trabalho, "diz McDonald." Se você perder 1 por cento dos aglomerados, há um limite fundamental para o quão bem você pode entender o universo. "

Esta história foi republicada por cortesia do MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), um site popular que cobre notícias sobre pesquisas do MIT, inovação e ensino.