Universo guarda ‘tanque de combustível’ estelar em aglomerado de galáxias

Um “tanque de combustível cósmico” acaba de ser descoberto por uma equipe de astrônomos em um aglomerado de galáxias em formação, a 12 bilhões de anos-luz da Terra

Trata-se de um enorme reservatório de gás molecular frio que pode alimentar uma explosão de nascimento de estrelas durante centenas de milhões de anos. A estrutura foi localizada no protoaglomerado SPT2349-56, um conjunto de galáxias ainda em fase inicial de desenvolvimento.

Em poucas palavras:

  • Astrônomos descobriram um reservatório gigante de gás frio em um protoaglomerado a 12 bilhões de anos-luz da Terra;
  • Esse gás pode sustentar a formação intensa de estrelas por centenas de milhões de anos;
  • Diferentemente do esperado, o material está espalhado fora das galáxias, favorecendo esse surto estelar;
  • O sistema abriga mais de 30 galáxias jovens, formando estrelas muito acima do ritmo previsto;
  • Entre elas, há galáxias ultraluminosas raras, mas sem sinais de fusão violenta;
  • A descoberta oferece uma janela única para entender a origem dos grandes aglomerados do Universo.

O achado foi descrito em um artigo publicado na revista científica The Astrophysical Journal Letters. Segundo os autores, o gás pode ser a fonte de matéria-prima para a formação de estrelas em ritmo acelerado. No futuro, essa mesma substância pode se transformar em gás quente e difuso, comum em aglomerados de galáxias maduros. A descoberta ajuda a entender como esses gigantes cósmicos se formam.

Ilustração do gás molecular ao redor do núcleo do protoaglomerado SPT2349-56. Crédito: MPIfR/N.Sulzenauer

Os dados foram obtidos com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), localizado no deserto do Atacama, no Chile. Com 66 antenas, o radiotelescópio permite captar ondas milimétricas emitidas por gás e poeira no espaço. “Encontramos uma quantidade surpreendente de gás molecular no SPT2349-56, bem mais do que o esperado”, afirmou Dazhi Zhou, pesquisador da Universidade da Colúmbia Britânica e líder do estudo, em entrevista ao Space.com.

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Distribuição incomum de gás alimenta galáxias

Esse gás não parece estar preso dentro de galáxias específicas, mas sim espalhado pelo ambiente ao redor. Isso é incomum, já que normalmente o gás molecular – essencial para formar estrelas – fica concentrado dentro das galáxias. O fato de estar tão distribuído pode explicar como tantas galáxias ali estão formando estrelas de maneira tão intensa.

Segundo Zhou, o processo pode durar cerca de 400 milhões de anos. “É como se esse reservatório funcionasse como um abastecimento contínuo para a produção de novas estrelas”. 

Protoaglomerados como o SPT2349-56 são os ancestrais dos grandes aglomerados de galáxias. São regiões densas, com galáxias jovens ainda se organizando e passando por surtos de formação estelar. Observar esses sistemas é como olhar para o passado profundo do Universo e testemunhar o nascimento de estruturas colossais.

Zhou destacou que a quantidade de estrelas que estão se formando ali é muito maior do que as previsões dos modelos atuais de simulação do Universo. Mais de 30 galáxias se concentram em uma área do tamanho de Andrômeda – uma das galáxias mais próximas da nossa Via Láctea – mas estão criando estrelas 10 mil vezes mais rápido.

14 das galxias bebs do protoaglomerado SPT2349 56
14 das galáxias bebês do protoaglomerado SPT2349-56 observadas pelo telescópio ALMA Crédito: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Pesquisa ajuda a desvendar nascimento dos aglomerados

Outro dado surpreendente: os astrônomos encontraram mais de 10 galáxias infravermelhas ultraluminosas (ULIRGs) dentro do protoaglomerado. Essas galáxias são muito raras e costumam ser formadas por fusões violentas entre outras galáxias. Porém, não há sinais claros dessas colisões no SPT2349-56, o que aumenta ainda mais o mistério.

A resposta pode estar no gás recém-descoberto. Fora das galáxias, o gás costuma ser mais quente e em forma atômica. Mas, neste caso, o excesso de gás molecular (que é mais frio e denso) indica que algo diferente está acontecendo. Para os cientistas, isso abre uma nova janela para entender como o Universo se organizou.

galxias ultraluminosas
Representação artística de galáxias ultraluminosas no protoaglomerado SPT2349-56. Crédito: NRAO/AUI/NSF; S. Dagnello

Zhou acredita que o ALMA capturou esse sistema em um momento raro e breve de sua evolução. Em fases posteriores, as galáxias devem se fundir de forma tão intensa que as pistas sobre suas origens podem desaparecer. O SPT2349-56, portanto, é uma chance única de investigar o nascimento de grandes aglomerados.

Agora, os pesquisadores querem descobrir de onde veio esse gás, como ele se comporta e o que acontecerá com ele no futuro. “Ainda não sabemos se ele vai esfriar e virar mais estrelas ou se vai aquecer e se espalhar no aglomerado”, disse Zhou. A resposta pode ajudar a desvendar um dos principais mistérios sobre a formação de galáxias no Universo primitivo.

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