[Astronovas] OS SEGREDOS DE ENXAMES FÓSSEIS DE GALÁXIAS

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OS SEGREDOS DE ENXAMES FÓSSEIS DE GALÁXIAS

Auxiliados pela grande sensibilidade do XMM-Newton, da ESA, e da visão apurada 
do telescópio espacial de raios-X Chandra, da NASA, uma equipa de astrónomos 
estudou o comportamento de enxames fósseis de galáxias, tentando 
descobrir como estes tiveram tempo para se formarem.

Muitas galáxias localizam-se em grupos, onde sofrem encontros próximos com 
as suas companheiras e interagem gravitacionalmente com a matéria escura. A 
matéria escura é a massa que permeia o espaço intergaláctico e é designada assim 
pois não emite radiação, não se podendo detectar directamente.

Estas interacções fazem com que grandes galáxias se movam lentamente em espiral 
em direcção ao centro do grupo onde estão localizadas. Uma vez lá, estas podem 
fundir-se formando assim uma única galáxia central gigante, que progressivamente 
vai "engolindo" as suas vizinhas.
Quando não existem mais galáxias a juntarem-se ao grupo, a galáxia central 
gigante não terá mais companheiras para "capturar", e o resultado é um objecto 
designado de "grupo fóssil". Quase todas as estrelas que outrora pertenciam a 
galáxias diferentes, estão agora contidas numa galáxia gigante localizada no 
centro de um halo de matéria negra. A presença deste halo pode ser inferida pela 
presença de gás quente que emite raios-X. 

A equipa de astrónomos estudou em detalhe as características físicas do grupo 
fossil mais quente e com maior massa, com o principal objectivo de compreender a 
formação destes "fósseis" de grande massa. De acordo com modelos teóricos 
simples, estes objectos simplesmente não deveriam ter-se formado no período de 
tempo em que se formaram.

O grupo fóssil investigado, denominado de RX J1416.4+2315, é dominado por uma
única galáxia elíptica localizada a 1,5 mil milhões de anos-luz de distância.  A
sua luminosidade é 500 mil milhões de vezes superior à do Sol.  As observações
efectuadas revelaram que o grupo encontra-se no interior de um halo de gás
quente que se extende por mais de 3 milhões de anos-luz.  Este gás é aquecido
até à temperatura de 50 milhões de graus devido principalmente ao colapso
gravitacional.  Uma temperatura assim tão elevada, cerca do dobro do valor
estimado, é normalmente característica de enxames de galáxias.

Para ver uma imagem do RX J1416.4+2315, consulte:
http://www.oal.ul.pt/astronovas/galaxias/fossil.jpg

Outra característica interessante deste sistema é a sua grande massa que atinge 
mais de 300 biliões de massas solares. Apenas 2% desta massa é constituida por 
estrelas, 15% encontra-se na forma de gás quente. A matéria negra é a que 
contribui mais para a massa do sistema, ligando-o gravitacionalmente. 
De acordo com cálculos efectuados, um enxame fóssil com tanta massa como o 
RX J1416.4+2315 não teria tido tempo para se formar durante toda a idade do 
Universo. O processo chave para a formação deste tipo de grupos fósseis é um 
processo conhecido como "fricção dinâmica". Neste processo uma galáxia grande 
perde a sua energia orbital para a matéria negra circundante. Este processo é 
menos significativo quando as galáxias se movem mais depressa como no caso dos 
exames de galáxias de grande massa.

Modelos simples para descrever a fricção dinâmica assumem que as galáxias em 
fusão se movem ao longo de órbitas circulares em torno do centro de massa do 
enxame. Se ao invés, assumirmos que as galáxias "caem" em direcção ao centro do 
enxame de uma forma assimétrica, a fricção dinâmica e consequentemente a 
formação do enxame pode levar muito menos tempo.

O estudo de grupos fósseis como o RX J1416.4+2315 é importante para testar a 
nossa compreensão da formação e estrutura do Universo. Simulações cosmológicas 
estão em curso para tentar reproduzir as propriedades observadas de forma a se 
compreender como estes sistemas extremos se desenvolvem.