Os astrónomos descobriram um enxame de galáxias excepcionalmente quente e denso, SPT2349-56, que se formou apenas 1,4 mil milhões de anos após o Big Bang. Esta descoberta desafia os modelos atuais de evolução dos aglomerados de galáxias, sugerindo que estas estruturas podem desenvolver-se muito mais rapidamente do que se pensava anteriormente. O aglomerado contém mais de 30 galáxias compactadas num espaço relativamente pequeno – com cerca de 500.000 anos-luz de diâmetro – e apresenta uma temperatura invulgarmente elevada para a sua idade.
Aquecimento inesperadamente rápido
A anomalia principal reside no calor extremo do meio intraenxame – o gás quente que preenche o espaço entre as galáxias dentro do enxame. Os cientistas esperavam que este gás demorasse milhares de milhões de anos a atingir as temperaturas observadas em aglomerados maduros, muitas vezes dezenas ou centenas de milhões de graus Celsius. No entanto, o meio intracluster do SPT2349-56 é pelo menos cinco vezes mais quente do que o previsto, indicando que o processo de aquecimento ocorreu muito mais rápido do que o esperado.
Este aquecimento é provavelmente impulsionado por buracos negros supermassivos residentes nas galáxias do aglomerado, que bombeiam energia para os seus arredores. A descoberta implica que estes buracos negros já eram altamente activos e influentes na formação da evolução do aglomerado muito antes na história cósmica. A temperatura do aglomerado foi medida usando o efeito Sunyaev-Zeldovich, que detecta o aumento de energia dado ao calor restante do Big Bang (radiação CMB) quando ele interage com o gás quente.
Uma mudança na compreensão da formação de clusters
Outros aglomerados de galáxias iniciais foram encontrados, como z660D (descoberto em 2019) e A2744z7p9OD (identificado pelo JWST em 2023), mas estes foram classificados como protoaglomerados. Os protoaglomerados ainda não estão totalmente ligados gravitacionalmente, o que significa que ainda não se estabeleceram em um estado estável. Os modelos atuais prevêem que serão necessários bilhões de anos para que os protoaglomerados entrem em colapso e aqueçam seu meio intraaglomerado até as temperaturas observadas em aglomerados maduros. SPT2349-56 desafia esta expectativa, sugerindo que a nossa compreensão da formação de aglomerados está incompleta.
Formação estelar hiperativa estimula o crescimento
As galáxias do aglomerado estão formando estrelas a um ritmo surpreendente – cinco mil vezes mais rápido que a Via Láctea. Esta intensa formação estelar, juntamente com os buracos negros activos e a atmosfera sobreaquecida, cria um ambiente único que desafia as teorias existentes. O tamanho compacto de SPT2349-56 (aproximadamente o mesmo tamanho do halo de matéria escura da Via Láctea) sugere que as galáxias dentro dele continuarão a crescer rapidamente.
“Queremos descobrir como a intensa formação estelar, os buracos negros activos e esta atmosfera sobreaquecida interagem, e o que isso nos diz sobre como os actuais aglomerados de galáxias foram construídos,” afirmou Zhou.
A descoberta levanta questões críticas sobre a interação entre a formação de estrelas, a atividade dos buracos negros e o rápido aquecimento do meio intraenxame no Universo primordial. Mais pesquisas sobre SPT2349-56 e sistemas similares poderiam reescrever nossa compreensão de como os aglomerados de galáxias se formam e evoluem.
