Um grupo de galáxias está mergulhando no aglomerado de galáxias de Coma e deixando para trás uma enorme cauda de gás superaquecido. Os astrônomos confirmaram que esta é a cauda mais longa conhecida atrás de um grupo de galáxias e a usaram para obter uma compreensão mais profunda de como os aglomerados de galáxias – algumas das maiores estruturas do universo – crescem até seus enormes tamanhos.
Crédito da imagem: Raio-X: Chandra: NASA/SAO/Univ. XMM: ESA/XMM-Newton; Ótica: SDSS; Processamento de imagem: N. Wolk
Os astrônomos treinaram o Observatório de Raios-X Chandra da NASA no grupo de galáxias NGC 4839. Grupos de galáxias são coleções de cerca de 50 galáxias ou menos que estão ligadas pela gravidade. Os aglomerados de galáxias são ainda maiores e podem conter centenas ou milhares de galáxias individuais.
Tanto os aglomerados de galáxias quanto os grupos de galáxias são envoltos por enormes quantidades de gás quente que são melhor estudadas usando raios-X. Essas piscinas superaquecidas de gás, embora extremamente finas e difusas, representam uma parcela significativa da massa em grupos ou aglomerados de galáxias e são cruciais para a compreensão desses sistemas.
NGC 4839 está localizado perto da borda do aglomerado de galáxias de Coma, um dos maiores aglomerados conhecidos no universo a cerca de 340 milhões de anos-luz de distância. À medida que NGC 4839 se move em direção ao centro do aglomerado de Coma, o gás quente no grupo de galáxias é removido por sua colisão com o gás no aglomerado. Isso resulta em uma cauda se formando atrás do grupo de galáxias.
A imagem à esquerda mostra uma visão de raios-X do aglomerado de galáxias de Coma tirada com o XMM-Newton da ESA (Agência Espacial Europeia) (azul), juntamente com dados ópticos do Sloan Digital Sky Survey (amarelo). O grupo de galáxias NGC 4839 está localizado no canto inferior direito dessa imagem.
A inserção, à direita, é a imagem Chandra (roxa) da região delineada pela praça. A cabeça da cauda da NGC 4839 está no lado esquerdo da imagem Chandra e contém a galáxia mais brilhante do grupo e o gás mais denso. A cauda segue para a direita. (A imagem Chandra foi girada de modo que o norte é cerca de 30 graus à esquerda da vertical.)
Os raios-X do gás quente nas regiões externas do aglomerado de Coma — pelo qual a NGC 4839 está viajando — são muito fracos para serem vistos na imagem XMM mostrada aqui, mas são destacados em uma imagem suplementar, somente XMM. Este mosaico de imagens mostra lacunas entre imagens individuais onde os dados não foram obtidos e buracos escuros onde fontes pontuais de raios-X foram removidas.
Esta cauda tem, na verdade, 1,5 milhão de anos-luz de comprimento, ou centenas de milhares de vezes a distância entre o Sol e a estrela mais próxima, tornando-se a cauda mais longa já vista atrás de um grupo de galáxias.
O brilho atual da cauda dá aos astrônomos uma chance especial de estudar a física do gás da cauda antes que ele se misture com o gás quente no aglomerado e se torne muito fraco para estudar. O gás na cauda atrás da NGC 4839 acabará por se fundir com a grande quantidade de gás quente já presente no Cluster de Coma.
Usando os dados do Chandra para analisar o gás na frente do grupo de galáxias, os pesquisadores encontraram uma onda de choque – semelhante a um estrondo sônico de um jato supersônico – mostrando que a NGC 4839 está viajando a cerca de 3 milhões de quilômetros por hora através do aglomerado de galáxias. A localização da onda de choque é destacada em uma versão rotulada da imagem.
Eles também estudaram a quantidade de turbulência no gás da cauda. Para uma analogia familiar, a turbulência descreve os movimentos irregulares do ar em nossa atmosfera que podem tornar os passeios acidentados em aviões. Eles encontraram uma quantidade leve de turbulência, o que implica que a condução de calor em NGC 4839 é baixa.
A equipe também viu possíveis evidências de estruturas especiais chamadas instabilidades de Kelvin-Helmholtz em um lado da cauda. Os cientistas encontram essas estruturas em vários ambientes no espaço e na Terra, inclusive em formas de nuvens. Eles são causados por diferenças na velocidade das camadas adjacentes de gás ou fluido em movimento.
A presença de instabilidades de Kelvin-Helmholtz em NGC 4839 sugere que o gás na cauda tem um campo magnético fraco ou um baixo nível de viscosidade. (A água, por exemplo, é menos viscosa que o mel.) As localizações das instabilidades de Kelvin-Helmholtz são dadas em uma imagem Chandra rotulada e uma versão da imagem Chandra que foi processada para enfatizar regiões na imagem com bordas mais nítidas.
Pesquisadores que analisaram observações anteriores da NGC 4839 estimaram que sua cauda tivesse pelo menos um milhão de anos-luz de comprimento. Os novos dados do Chandra revelam o novo recorde de 1,5 milhão de anos-luz de comprimento. (Caudas atrás de três outros grupos de galáxias que caem em aglomerados de galáxias têm entre 800.000 e um milhão de anos-luz de comprimento.)
Fonte: Nasa.gov
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