Uma crença comum entre os astrônomos é que os grupos e aglomerados de galáxias diferem principalmente no número de galáxias que contêm – há menos galáxias em grupos e mais em aglomerados. Liderados por Maret Einasto, os astrônomos do Observatório de Tartu da Universidade de Tartu decidiram investigar isso e descobriram ainda mais diferenças entre grupos e aglomerados.



A estrutura do universo pode ser descrita como uma rede gigante, uma teia cósmica, com cadeias (filamentos) de galáxias únicas e pequenos grupos de galáxias conectando ricos grupos de galáxias e aglomerados que podem conter milhares de galáxias. Entre os sistemas galácticos, existem vazios gigantes com quase nenhuma matéria visível (galáxias e gás). Grupos e aglomerados de galáxias podem, por sua vez, formar sistemas ainda maiores, chamados superaglomerados.

No seu estudo, os astrónomos de Tartu usaram dados sobre grupos de galáxias, as suas galáxias mais brilhantes (as chamadas galáxias principais) e os seus arredores. O objetivo era combinar esses dados para ver se poderiam fornecer novas informações sobre a possível classificação de grupos de diferentes tamanhos.

O estudo mostrou que grupos e aglomerados de galáxias podem ser divididos em duas classes com propriedades bastante diferentes. Os processos físicos que influenciam a formação e evolução das principais galáxias em grupos e aglomerados diferem em grupos ricos e pobres.

No trabalho, os pesquisadores descreveram o ambiente dos grupos de duas maneiras diferentes. Primeiro, eles descreveram a teia cósmica em termos do campo de densidade geral, com os superaglomerados como as maiores regiões de alta densidade e os vazios como as regiões de baixa densidade. Em segundo lugar, calcularam a distância do eixo do filamento mais próximo para cada grupo de galáxias. Essa distância mostra se o grupo está em um filamento, próximo ou distante dos filamentos.

Os investigadores dividiram as principais galáxias dos grupos de galáxias em galáxias sem formação estelar ativa (estas galáxias são predominantemente vermelhas) e aquelas onde a formação estelar está atualmente ativa (estrelas jovens dão a estas galáxias a sua cor azul). No entanto, eles também encontraram galáxias vermelhas com formação de estrelas entre as principais galáxias do grupo.

Comparando as propriedades das galáxias principais em grupos de luminosidade (ou riqueza) diferente, descobriu-se que os grupos se enquadram em duas classes principais - grupos e aglomerados de alta luminosidade, nos quais quase todas as galáxias principais são galáxias vermelhas não formadoras de estrelas. e grupos pobres de baixa luminosidade, que podem ter, além daqueles sem formação estelar ativa, também galáxias formadoras de estrelas azuis ou vermelhas como galáxias principais.

As diferenças entre grupos e clusters não se limitam à luminosidade – cada amostra pode ser dividida em duas com base em uma característica. Além disso, descobriu-se que grupos e aglomerados de galáxias de alta luminosidade estão todos localizados em filamentos em regiões de alta densidade.

Todos os aglomerados mais brilhantes e ricos estão localizados em filamentos de superaglomerados. Em contraste, grupos de galáxias de baixa luminosidade e galáxias únicas podem ser encontrados em toda a teia cósmica, incluindo em regiões de baixa densidade – em vazios, localizadas em filamentos esparsos, ou mesmo bastante distantes dos filamentos. Curiosamente, em superaglomerados, a luminosidade de grupos de galáxias pobres com o mesmo número de membros é muito maior do que fora dos superaglomerados.

O estudo mostrou que as propriedades dinâmicas de grupos ricos com galáxias principais que já não têm formação estelar também diferem daquelas de grupos com galáxias principais com formação estelar activa. No primeiro caso, as galáxias principais estão localizadas principalmente no centro do grupo ou aglomerado, enquanto as galáxias principais formadoras de estrelas podem estar bem longe do centro do grupo.

Os astrónomos descobriram que a relação entre as dispersões de velocidade estelar das galáxias principais e as dispersões de velocidade de grupo, conhecidas de estudos anteriores, não se mantém no caso de aglomerados muito ricos, especialmente em aglomerados com galáxias principais não formadoras de estrelas.

Descrever as propriedades da estrutura do universo e como elas se formam e evoluem é uma das tarefas fundamentais da cosmologia. Os resultados ampliam nossa compreensão da formação e evolução de grupos e aglomerados de galáxias e suas principais galáxias na teia cósmica.

Ricos aglomerados de galáxias só podem se formar em regiões onde a densidade geral da matéria é suficientemente alta e onde há bastante gás necessário para a formação de estrelas. Nessas regiões, os clusters ricos podem juntar-se a outros grupos e clusters (igualmente ricos). Nas regiões de baixa densidade (as áreas atualmente vazias), apenas podem formar-se grupos bastante pobres, que estão localizados bastante distantes uns dos outros e, portanto, há poucas fusões.

Os resultados da pesquisa também sugerem que os processos físicos que influenciam a formação e evolução das principais galáxias em grupos e aglomerados são diferentes em grupos ricos e pobres. A evolução de galáxias individuais e de galáxias principais em pequenos grupos é influenciada principalmente por processos dentro e ao redor de seus halos de matéria escura; o impacto de outras galáxias e arredores mais distantes (fusões de grupos de galáxias, etc.) é importante principalmente em aglomerados ricos.

O estudo também sublinhou a importância dos superaglomerados de galáxias como um ambiente único para a formação e evolução de galáxias e sistemas galácticos.

Na investigação de galáxias e grupos de galáxias, o próximo passo do grupo de trabalho será utilizar os novos dados observacionais, incluindo dados sobre galáxias muito ténues. O Observatório de Tartu participa em vários desses programas de observação.

O artigo foi publicado na revista Astronomy &Astrophysics .

Mais informações: Maret Einasto et al, Grupos e aglomerados de galáxias e suas galáxias mais brilhantes na web cósmica, Astronomia e Astrofísica (2023). DOI:10.1051/0004-6361/202347504
Informações do diário: Astronomia e Astrofísica

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