eso1548pt — Nota de Imprensa Científica

Caçada XXL de Enxames de Galáxias

Observações obtidas com os telescópios do ESO fornecem terceira dimensão crucial para sondar o lado escuro do Universo

15 de Dezembro de 2015

Os telescópios do ESO forneceram a uma equipa internacional de astrónomos a terceira dimensão na maior caçada de sempre das maiores estruturas gravitacionalmente ligadas do Universo — os enxames de galáxias. Observações obtidas pelo VLT e pelo NTT complementam as capturadas por outros observatórios em todo o globo e no espaço, no âmbito do rastreio XXL — uma das maiores buscas destes enxames.

Os enxames de galáxias são aglomerações massivas de galáxias que albergam enormes reservatórios de gás quente — as temperaturas são tão elevadas que se produzem raios X. Estas estruturas são úteis para os astrónomos porque se pensa que a sua construção é influenciada pelas componentes mais estranhas do Universo — a matéria escura e a energia escura. Por isso, ao estudar as suas propriedades em diferentes fases da história do Universo, os enxames de galáxias podem ajudar-nos a compreender melhor o lado escuro do Universo.

A equipa, composta por mais de 100 astrónomos de todo o mundo, começou uma busca destes monstros cósmicos em 2011. Apesar da radiação de raios X de alta energia que revela a sua localização ser absorvida pela atmosfera terrestre, podemos detectá-la com a ajuda de observatórios de raios X colocados no espaço. Assim, combinou-se um rastreio realizado pelo XMM-Newton da ESA — executado com a  maior quantidade de tempo de observação alguma vez concedido neste telescópio — com observações do ESO e doutros observatórios. O resultado é uma enorme e crescente coleção de dados que cobre todo o espectro electromagnético [1], colectivamente chamada rastreio XXL.

“O objetivo principal do rastreio XXL é fornecer uma amostra bem definida de cerca de 500 enxames de galáxias até uma distância correspondente a uma idade do Universo de cerca de metade da sua idade atual,” explica a investigadora principal do XXL, Marguerite Pierre do CEA, Saclay, França.

O telescópio XMM-Newton fez imagens de duas zonas do céu — cada uma com cem vezes a área da Lua Cheia — numa tentativa de descobrir um grande número de enxames de galáxias previamente desconhecidos. A equipa do rastreio XXL divulgou agora os seus resultados numa série de artigos científicos sobre os 100 enxames mais brilhantes descobertos [2].

Observações obtidas com o instrumento EFOSC2 instalado no New Technology Telescope (NTT), juntamente com observações do instrumento FORS montado no Very Large Telescope do ESO (VLT), foram também utilizadas para analisar de modo cuidado a radiação emitida pelas galáxias no seio destes enxames de galáxias.  Estas observações permitiram aos astrónomos medir as distâncias precisas aos enxames de galáxias, dando-nos assim uma vista tridimensional do cosmos, absolutamente necessária para fazer medições da matéria escura e da energia escura [3].

Espera-se que o rastreio XXL produza muitos resultados excitantes e inesperados, mas apenas com um quinto dos dados que se esperam obter no final, obtiveram-se já alguns resultados importantes e surpreendentes.

Um dos artigos científicos relata a descoberta de cinco novos superenxames — enxames de enxames de galáxias — a juntar aqueles já conhecidos, tais como o nosso próprio superenxame, o Superenxame Laniakea.

Outro artigo trata de observações de seguimento obtidas para um enxame de galáxias em particular (conhecido pelo nome informal de XLSSC-116), situado a cerca de seis mil milhões de anos-luz de distância [4]. Com o instrumento MUSE do VLT observou-se neste enxame uma fonte de luz difusa invulgarmente brilhante.

“Esta é a primeira vez que conseguimos estudar com detalhe a radiação difusa de um enxame de galáxias distante, pondo assim em evidência o poder do MUSE neste tipo de estudos,” explicou o co-autor Christoph Adami do Laboratoire d´Astrophysique, Marseille, França.

A equipa utilizou também os dados para confirmar a ideia de que no passado os enxames de galáxias são muito mais pequenos que os que observamos atualmente — uma descoberta importante para a compreensão teórica da evolução dos enxames ao longo da vida do Universo.

O simples ato de contar os enxames de galáxias nos dados XXL confirmou também um resultado anterior algo estranho — existem menos enxames distantes do que o esperado com base nas predições dos parâmetros cosmológicos medidos pelo telescópio Planck da ESA. A razão desta discrepância não é conhecida, no entanto a equipa espera resolver esta curiosidade cosmológica quando tiver acesso à amostra total de enxames em 2017.

Estes quatro resultados importantes são apenas o preâmbulo do que ainda está para vir deste enorme rastreio de alguns dos mais massivos objetos do Universo.

Notas

[1] O rastreio XXL combinou dados de arquivo com novas observações de enxames de galáxias, cobrindo assim um domínio de comprimentos de onda que vai de 1x10-4 μm (raios X, observados com o XMM) a mais de 1 metro (submilimétrico, observado com o Giant Metrewave Radio Telescope [GMRT]).

[2] Os enxames de galáxias de que tratam os 13 artigos científicos encontram-se a desvios para o vermelho entre z = 0,05 e z = 1,05, o que corresponde a uma idade do Universo entre 13 e 5,7 mil milhões de anos, respectivamente.

[3] Para estudar os enxames de galáxias é necessário conhecer a sua distância precisa. Embora distâncias aproximadas — desvios para o vermelho fotométricos — possam ser medidas por análise das suas cores a diferentes comprimentos de onda, são necessários desvios para o vermelho espectroscópicos mais precisos. Estes desvios para o vermelho foram também obtidos nos dados de arquivo, como parte do rastreio VIPERS (VIMOS Public Extragalactic Redshift Survey), do rastreio VVDS (VIMOS-VLT Deep Survey) e do rastreio GAMA.

[4] Este enxame de galáxias foi encontrado a um desvio para o vermelho z = 0,543.

Informações adicionais

Uma descrição do rastreio e alguns dos resultados científicos anteriores foram descritos numa série de artigos científicos que serão publicados a 15 de dezembro de 2015 na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

Uma listagem completa de toda a equipa XXL pode ser encontrada neste link.

O XXL é um projeto internacional baseado no XMM Very Large Programme que mapeia fontes pontuais em dois campos extragalácticos de 25 graus quadrados cada um, com uma profundidade de ~5 x 10-15 erg cm-2 s-1 na banda [0,5 - 2] keV. O site do XXL é http://irfu.cea.fr/xxl. Informação multi-banda e seguimento espectroscópico das fontes de raios X são obtidos através de uma quantidade de programas de rastreio, sumariados em http://xxlmultiwave.pbworks.com/.

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Saclay, France
Email: marguerite.pierre@cea.fr

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1548, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.

Sobre a Nota de Imprensa

Nº da Notícia:eso1548pt
Nome:XXL-South Field
Tipo:Early Universe : Galaxy : Grouping : Cluster
Early Universe : Cosmology
Facility:ESA XMM-Newton, New Technology Telescope, Very Large Telescope
Instruments:EFOSC2, FORS2
Science data:2016A&A...592A...7A
2016A&A...592A...6P
2016A&A...592A...4L
2016A&A...592A...2P
2016A&A...592A...1P

Imagens

Imagem de raios X do campo sul do XXL
Imagem de raios X do campo sul do XXL
Composição criada a partir de imagens no visível e em raios X de um enxame de galáxias distante
Composição criada a partir de imagens no visível e em raios X de um enxame de galáxias distante
Imagem no visível de um enxame de galáxias distante descoberto pelo rastreio XXL
Imagem no visível de um enxame de galáxias distante descoberto pelo rastreio XXL
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
Composite of x-ray and visible light views of a distant cluster of galaxies
apenas em inglês

Comparação de imagens

Comparação de um enxame de galáxias distante em raios X e no visível
Comparação de um enxame de galáxias distante em raios X e no visível

Veja também