[Astronovas] REVELADA A ORIGEM DE ELEMENTOS NOS ENXAMES DE GALÁXIAS

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REVELADA A ORIGEM DE ELEMENTOS NOS ENXAMES DE GALÁXIAS

Com o auxílio do telescópio espacial XMM-Newton, foram realizadas observações
a dois enxames de galáxias.  Estas observações permitiram a um grupo
internacional de astrónomos medir a composição química destes enxames com uma
precisão nunca antes alcançada.  Saber a composição química dos enxames de
galáxias é crucial para a compreensão da origem dos elementos químicos no
Universo.

Os enxames de galáxias são os maiores objectos no Universo.  Olhando para
eles com o auxílio de um telescópio óptico, é possível ver centenas ou mesmo
milhares de galáxias a ocupar um volume com poucos milhões de anos-luz de
extensão.  No entanto, estes telescópios apenas revelam a "ponta do iceberg".
A maioria dos átomos nos enxames de galáxias encontram-se na forma de gás
quente que emite radiação no comprimento de onda dos raios-x.  A massa deste
gás é cinco vezes superior à massa das galáxias do enxame.

A maioria dos elementos químicos produzidos nas estrelas dos enxames de
galáxias, são expelidos para o espaço circundante por supernovas e ventos
estelares, juntando-se ao gás quente.  Os astrónomos dividem as supernovas em
dois tipos:  supernovas de "colapso do núcleo" e "Tipo Ia".  As supernovas
pertencentes ao primeiro tipo são originadas quando uma estrela, no final
da sua vida, colapsa dando origem a uma estrela de neutrões ou a um buraco
negro.  Este tipo de supernovas produz grandes quantidades de oxigénio, neon
e magnésio.  As supernovas de Tipo Ia explodem quando uma estrela anã branca,
que "consome" matéria de uma outra estrela vizinha, fica com uma massa
excessiva e acaba por se desintegrar por completo.  Este tipo de supernova
produz grandes quantidades de ferro e níquel.

Devido aos dados obtidos pelo XMM-Newton, que realizou observações de dois
enxames de galáxias designados por Sersic 159-03 e 2A 0335+096, os astrónomos
puderam determinar a abundância de nove elementos químicos presentes no
plasma dos enxames.  O plasma é um gás que contém partículas carregadas tais
como iões e electrões.

Para ver uma imagem dos enxames 2A 0335+096 (à esquerda) e Sersic 159-03 (à
direita), Consulte:  
http://www.oal.ul.pt/astronovas/galaxias/elementos.jpg

Os nove elementos detectados foram o oxigénio, ferro, neon, magnésio, silício,
árgon, cálcio, niquel e crómio, tendo sido a primeira vez que este último
elemento foi detectado num enxame de galáxias.  Comparando as abundâncias dos
elementos detectados com a quantidade de supernovas (calculada teóricamente),
os astrónomos descobriram que cerca de 30% das supernovas nestes enxames eram
originadas pela explosão de anãs brancas (Tipo Ia) e 70% originadas pelo
colapso de estrelas no final das suas vidas ("colapso do núcleo").

Estes números estão entre os valores encontrados para a nossa galáxia (onde
supernovas de Tipo Ia representam cerca de 13% da "população" de supernovas)
e os valores determinados para a frequência actual de supernovas que aponta 
para que cerca de 42% de todas as supernovas observadas sejam do Tipo Ia.

Os astrónomos também descobriram que todos os modelos de supernovas previam
uma quantidade muito menor de cálcio do que aquela que é observada nos
enxames, e que a abundância de níquel observada não pode ser reproduzida por
estes modelos.  Estas discrepâncias indicam que os detalhes da contribuição
das supernovas para a abundância de elementos ainda não estão muito bem
compreendidos.  Como se acredita que os enxames de galáxias são amostras
representativas do Universo, a espectroscopia de raios-x destes enxames pode
ajudar a melhorar os modelos de supernovas.

A distribuição espacial dos elementos no enxame também reúne informação
acerca da história do próprio enxame.  A distribuição de elementos no enxame
2A 0335+096 indica uma fusão em curso entre enxames.  A distribuição de
oxigénio e ferro ao longo do enxame Sersic 159-03 indica que embora a maioria
do enriquecimento de elementos originado pelas supernovas de "colapso do
núcleo" tenha ocorrido há muito tempo, as supernovas de Tipo Ia ainda
continuam a enriquecer o gás quente com elementos pesados, em especial no
núcleo do enxame.