Uma equipa internacional de astrónomos identificou um aglomerado de galáxias extremamente quente que existia apenas 1,4 mil milhão de anos após o Big Bang, período considerado prematuro para a presença de gás em temperaturas tão elevadas. A estrutura, designada SPT2349-56, foi observada com o radiotelescópio ALMA, no Chile, e apresenta características que contrariam as previsões atuais sobre a formação e a evolução de aglomerados.
Gás superaquecido desafia cronogramas teóricos
Modelos cosmológicos indicam que o meio intra-aglomerado — o gás entre as galáxias — atinge temperaturas elevadas apenas em fases mais maduras, quando a massa do sistema se estabiliza após sucessivas fusões gravitacionais. No caso do SPT2349-56, o grupo de investigação mediu, através do efeito Sunyaev-Zeldovich, um nível energético pelo menos cinco vezes superior ao previsto para um aglomerado tão jovem.
“Não esperávamos encontrar uma atmosfera tão quente tão cedo na história cósmica”, afirmou Dazhi Zhou, da Universidade da Colúmbia Britânica, Canadá. Segundo o cientista, o sinal inicial pareceu forte demais para ser real, mas meses de verificação confirmaram a temperatura acima do aceitável pelos modelos.
A discrepância sugere que os depósitos de gás podem ser aquecidos de forma mais rápida e intensa do que se pensava, possivelmente devido a processos dinâmicos ainda não incorporados nas simulações. A equipa considera que o cenário de colapso gradual precisa ser revisto para acomodar episódios energéticos mais violentos no início do Universo.
Aglomerado compacto e altamente prolífico
O SPT2349-56 reúne mais de 30 galáxias ativas num núcleo com cerca de 500 000 anos-luz de diâmetro, dimensão comparável ao halo da Via Láctea. Essas galáxias formam estrelas a um ritmo estimado em mais de 5 000 vezes o da nossa galáxia, configurando um ambiente de intensa atividade estelar num volume relativamente pequeno.
Do ponto de vista temporal, observar o aglomerado equivale a olhar 12 mil milhões de anos para o passado. Nessa época, o Universo tinha pouco mais de 10 % da idade atual, circunstância que torna a deteção de um sistema tão massivo ainda mais surpreendente.
Técnicas de medição e implicações para a cosmologia
Para quantificar a energia térmica do gás, os investigadores recorreram ao efeito Sunyaev-Zeldovich, fenómeno em que fótons da radiação cósmica de fundo ganham energia ao atravessar plasma quente. A magnitude dessa distorção permite estimar a pressão e, consequentemente, a temperatura do meio intra-aglomerado.
Imagem: Tecnologia Inovação Notícias
A análise sugere um processo de aquecimento que não se encaixa no paradigma de assembleia gradual. Uma possibilidade é que fusões galácticas rápidas, feedback de buracos negros supermassivos ou ondas de choque oriundas da formação estelar acelerada tenham contribuído para elevar a temperatura num intervalo muito curto de tempo.
Os resultados implicam a necessidade de ajustar parâmetros como a taxa de acréscimo de massa, a eficiência dos mecanismos de aquecimento e a cronologia das interações gravitacionais. Caso cenários semelhantes sejam confirmados em outros aglomerados primordiais, a revisão poderá afetar estimativas de massa, idade e distribuição de matéria escura em escalas cosmológicas.
Próximos passos da investigação
A equipa planeia usar observatórios complementares em raios X e radiofrequência para mapear a distribuição do plasma e identificar regiões de emissão relacionadas a buracos negros ativos. O objetivo é compreender como a formação estelar intensa, a atividade de núcleos galácticos e o gás superaquecido se articulam na construção de aglomerados contemporâneos.
Além disso, estudos comparativos com outros protótipos de aglomerados poderão indicar se o comportamento do SPT2349-56 é exceção ou parte de um padrão mais amplo. Uma amostra estatística sólida permitirá refinar modelos de evolução estrutural do Universo e responder a questões sobre o ritmo de crescimento das primeiras grandes entidades cósmicas.
Até lá, o registo do SPT2349-56 permanece como uma evidência de que os aglomerados podem atingir maturidade térmica muito antes do esperado, impondo à cosmologia moderna o desafio de explicar um Universo mais dinâmico nos seus primeiros capítulos.
