Uma equipe internacional de astrônomos, liderada por pesquisadores canadenses, descobriu algo que o universo não deveria ter: um aglomerado de galáxias repleto de gás quente apenas 1,4 bilhão de anos após o Big Bang, muito antes e mais quente do que a teoria prevê.

O resultado, publicado na revista Nature , pode alterar os modelos atuais de formação de aglomerados de galáxias, que preveem que tais temperaturas ocorrem apenas em aglomerados de galáxias mais maduros e estáveis, em estágios posteriores da vida do universo.

"Não esperávamos encontrar uma atmosfera de aglomerado tão quente tão cedo na história cósmica", disse o autor principal, Dazhi Zhou, candidato a doutorado no departamento de física e astronomia da UBC.

"Isso nos indica que algo no início do universo, provavelmente três buracos negros supermassivos recentemente descobertos no aglomerado, já estavam bombeando enormes quantidades de energia para o ambiente ao redor e moldando o jovem aglomerado, muito antes e com mais intensidade do que pensávamos", disse o coautor Dr. Scott Chapman, professor da Universidade Dalhousie, que conduziu a pesquisa enquanto trabalhava no Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC).

Ao retrocederem cerca de 12 bilhões de anos no tempo, os pesquisadores se concentraram em um aglomerado de galáxias "bebê" chamado SPT2349-56 . Para isso, a equipe de pesquisa utilizou um conjunto de radiotelescópios chamado Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), que inclui instrumentos projetados, construídos e testados pelo NRC (Conselho Nacional de Pesquisa).

Este aglomerado estelar em formação é massivo para sua relativa juventude, com um núcleo medindo cerca de 500.000 anos-luz de diâmetro, comparável ao tamanho do halo que circunda a Via Láctea. Ele contém mais de 30 galáxias ativas e forma estrelas mais de 5.000 vezes mais rápido que a nossa própria galáxia, tudo isso em uma região muito compacta.

A equipe de pesquisa concentrou-se em uma ferramenta cosmológica chamada efeito Sunyaev-Zeldovich , que pode ajudar os cientistas a calcular a energia térmica do meio intracúmulo: o gás existente entre as galáxias de um determinado aglomerado.

"Compreender os aglomerados de galáxias é fundamental para entender as maiores galáxias do universo", disse o Dr. Chapman, que também é professor afiliado da UBC. "Essas galáxias massivas residem principalmente em aglomerados, e sua evolução é fortemente influenciada pelo ambiente extremamente complexo dos aglomerados durante sua formação, incluindo o meio intraclusteral."

Os modelos atuais sugerem que os enormes reservatórios de gás que formam o meio intracúmulo são coletados e, em seguida, aquecidos por interações gravitacionais à medida que um aglomerado de galáxias imaturo e instável amadurece e colapsa para dentro, atingindo um estado estável. A nova descoberta sugere que esse nascimento é mais explosivo e que os cientistas talvez precisem repensar a sequência e a velocidade da evolução dos aglomerados de galáxias.

Os pesquisadores agora querem investigar como todas as peças se encaixam. "Queremos descobrir como a intensa formação estelar, os buracos negros ativos e essa atmosfera superaquecida interagem e o que isso nos diz sobre como os aglomerados de galáxias atuais foram construídos", disse Zhou. "Como tudo isso pode estar acontecendo ao mesmo tempo em um sistema tão jovem e compacto?"