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O aglomerado de galáxias “mais relaxado” do universo foi moldado pela violência cósmica, segundo novo estudo
Durante décadas, os astrônomos descreveram o aglomerado de galáxias Abell 2029, uma vasta cidade de galáxias na constelação de Virgem, como “os aglomerados mais relaxados do universo”. Mas por baixo desse exterior plácido, descobriram agora os cientistas, o aglomerado ainda reverbera de uma antiga colisão cósmica.
Novas observações do Observatório de raios X Chandra sugerem que movimentos gigantescos de “salpicos” no gás do aglomerado – desencadeados por uma fusão há cerca de 4 mil milhões de anos – podem ajudar a aquecer o aglomerado juntamente com a energia libertada pelo buraco negro supermassivo em seu centro. Isso poderia ajudar a explicar por que o gás nos aglomerados de galáxias não esfria tão rapidamente quanto o esperado, dizem os pesquisadores. Mas é digno de nota que os novos dados do Chandra também revelaram enormes subestruturas ainda visíveis hoje, incluindo espirais gigantescas, frentes de choque e ondas de gás superaquecido ondulando através do aglomerado, de acordo com um estudo. declaração lançado na semana passada pelo Chandra X-ray Observatory.
Hospedando mais de mil galáxias, Abel 2029 está entre os maiores aglomerados de galáxias conhecidos, que são extensas coleções de galáxias unidas pela gravidade e imersas em enormes nuvens de gás aquecido. No seu centro fica IC 1101uma galáxia elíptica colossal estimada em quase 6 milhões de anos-luz de diâmetro, tornando-a uma das maiores galáxias já descobertas.
Os astrônomos têm desde a década de 1990 considerou Abell 2029 extraordinariamente tranquilo. Mais recentemente, dois estudos publicado em 2025 usando o Observatório XRISMque estuda o universo em raios X, encontrou níveis extremamente baixos de turbulência no gás superaquecido que preenche o espaço entre as galáxias, sugerindo que o aglomerado não havia experimentado uma grande interação perturbadora recente, como uma fusão.
Mas um terceiro estudo XRISM, também publicado em 2025deu a entender que nem tudo estava totalmente calmo.
Os investigadores nessa altura tinham detectado bolsas de gás mais frias incorporadas na atmosfera mais quente do aglomerado – possíveis restos, disseram eles, de antigos movimentos de “chapinha” desencadeados por uma colisão de muito tempo atrás.
As novas observações do Observatório de Raios-X Chandra acrescentam novas evidências a essa história mais turbulenta, revelando que – como ondulações que persistem muito depois de uma pedra atingir a água – as cicatrizes gravadas no gás sobreaquecido de Abell 2029 continuam a contar a história de um violento encontro cósmico há milhares de milhões de anos.
Usando 21 novas observações de raios X recolhidas em 2022 e 2023, juntamente com dados de arquivo recolhidos anteriormente, Watson e os seus colegas traçaram enormes estruturas escondidas no gás quente do aglomerado, incluindo uma das mais longas “espirais em movimento” contínuas já observadas, relata o estudo. A espiral estende-se por quase 2 milhões de anos-luz do centro do aglomerado.
As observações também revelaram uma depressão côncava semelhante a uma “baía” ao sul do núcleo do aglomerado, um amplo “respingo” de gás mais frio estendendo-se para sudeste e evidências de uma possível onda de choque se propagando pelos arredores do aglomerado, de acordo com o artigo.
Para descobrir o conjunto de subestruturas ocultas, a equipe usou técnicas de processamento de imagem que removeram o brilho de raios-X do aglomerado, que de outra forma seria suave e simétrico. Simulações de computador que traçaram a história do aglomerado sugerem que as estruturas provavelmente se formaram depois que um aglomerado de galáxias menor mergulhou através de Abell 2029 bilhões de anos atrás, observa o estudo.
Essa colisão teria deslocado o gás quente, fazendo-o oscilar e girar através do campo gravitacional do aglomerado, “semelhante à forma como o vinho se move em uma taça de vinho”, dizia o comunicado.
O estudo sugere que esses movimentos gigantescos podem ajudar a regular como o aglomerado esfria ao longo do tempo, redistribuindo o calor através do gás intraaglomerado, juntamente com a energia injetada pelo buraco negro supermassivo ativo no centro de IC 1101, que é um dos mais massivo conhecido até hoje.
Isso é importante porque o gás dentro dos aglomerados de galáxias irradia constantemente energia em raios X e deve esfriar gradualmente ao longo do tempo, e os cientistas suspeitam que a energia liberada por buracos negros supermassivos, conhecida como feedback AGN, ajuda a reaquecer esse gás e a evitar o resfriamento descontrolado.
Mas as novas descobertas sugerem que a actividade do buraco negro por si só pode não explicar completamente o que está a acontecer em Abell 2029, e que a agitação em grande escala causada pela antiga fusão também pode desempenhar um papel importante na agitação e aquecimento do gás, observa o novo estudo.
Entretanto, a característica de respingo do gás mais frio pode traçar um rastro de material deixado para trás depois que o aglomerado menor fez uma segunda passagem por Abell 2029, sugere o estudo. As simulações indicam que o aglomerado menor inicialmente varreu o maior, arrastando o gás lateralmente e gerando a enorme espiral. A gravidade do aglomerado maior teria então desacelerado o objeto menor e puxado-o de volta para outro encontro, produzindo frentes de choque e perturbações adicionais no gás.
A estrutura da baía pode representar fluxos de gás sobrepostos onde a borda externa da espiral cruza com o material retirado do aglomerado menor durante a colisão, de acordo com o estudo.
Alternativamente, observa o estudo, a característica da baía pode estar associada à borda de uma “bolha fantasma” gigante – uma antiga cavidade escavada no gás pela atividade do buraco negro supermassivo no centro de IC 1101.
Embora Watson e os seus colegas não tenham encontrado nenhuma evidência clara de bolhas de rádio anteriormente não descobertas no gás do aglomerado, eles notam que os efeitos de projeção podem tornar tais estruturas difíceis de detetar se estiverem parcialmente alinhadas ao longo da nossa linha de visão.
Esta pesquisa está descrita em um papel publicado em dezembro de 2025 no The Astrophysical Journal.
