As observações do JWST lançam mais luz sobre a natureza de um aglomerado de galáxias distante

A imagem colorida composta RGB do CL J1001. Crédito:Sun et al, 2024

Astrônomos da Universidade de Nanjing, na China e em outros lugares, realizaram observações de alta resolução de um aglomerado de galáxias distante conhecido como CL J1001+0220 usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST). A campanha observacional, descrita em um artigo publicado em 8 de março no servidor de pré-impressão arXiv , produz informações importantes sobre a natureza deste cluster.

Os aglomerados de galáxias contêm até milhares de galáxias unidas pela gravidade. São as maiores estruturas ligadas gravitacionalmente conhecidas no universo e podem servir como excelentes laboratórios para estudar a evolução das galáxias e a cosmologia.

CL J1001+0220 (ou CL J1001, abreviadamente) é um aglomerado de galáxias na constelação Sextans, contendo 17 galáxias, localizadas a uma distância de cerca de 11,1 bilhões de anos-luz. Tem uma taxa de formação estelar aumentada (SFR), um curto período de esgotamento de gás e apresenta fortes evidências de que as propriedades das suas galáxias membros são afetadas pelo ambiente extremo.

Estudos anteriores descobriram que o J1001 parece estar passando por uma transformação de um protoaglomerado para um cluster maduro. Dado que tal evolução não é totalmente compreendida, uma equipe de astrônomos liderada por Hanwen Sun, da Universidade de Nanjing, decidiu examinar mais de perto esse processo usando a câmera de infravermelho próximo (NIRCam) do JWST. O seu estudo foi complementado por dados de telescópios terrestres como o Telescópio Subaru e o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA).

"Aqui apresentamos novas observações JWST/NIRCam visando o aglomerado distante CL J1001 em z =2,51 do programa COSMOS-Webb, que, em combinação com imagens de banda estreita anteriores visando emissores Hα e levantamentos milimétricos profundos de emissores de CO, fornecem uma visão completa da montagem massiva de galáxias em CL J1001", escreveram os pesquisadores no artigo.

A equipe da Sun conseguiu completar um censo das galáxias membros do CL J1001. Primeiro, eles identificaram uma população de membros vermelhos e massivos do aglomerado, que não foram detectados em imagens profundas anteriores usando o Telescópio Espacial Hubble (HST). Isto confirma que as observações do JWST são necessárias para obter um censo completo dos membros dos aglomerados de galáxias.

O estudo descobriu que a distribuição espacial das galáxias membros em CL J1001 é altamente concentrada. Os astrónomos notaram que a densidade estelar central de CL J1001 é comparável ou mesmo superior à dos aglomerados mais massivos com baixo desvio para o vermelho, ao contrário do que é observado nos arredores deste aglomerado. Estas descobertas sugerem um cenário de formação de dentro para fora para os primeiros aglomerados conhecidos.

Além disso, com base na amostra de massa completa dos membros em formação estelar, os astrónomos descobriram que a função da massa estelar de CL J1001 mostra uma característica proeminente "pesada no topo" - uma vez que existe uma superabundância de galáxias massivas formadoras de estrelas (SFGs). empilhados no núcleo do cluster. Descobriu-se que o número total e a densidade estelar desses membros massivos do SFG são comparáveis aos do SFG massivo e das galáxias quiescentes combinadas em aglomerados com redshifts mais baixos.

Resumindo os resultados, os autores do artigo concluíram que o CL J1001 está atualmente em uma transição rápida e muitos de seus enormes SFGs provavelmente ficarão inativos em breve.

Mais informações: Hanwen Sun et al, os primeiros vislumbres do JWST de um aglomerado em formação z> 2 revelam uma função de massa estelar de grande peso, arXiv (2024). DOI:10.48550/arxiv.2403.05248
Informações do diário: arXiv

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