Avistado 'fio' gigante de emissões de rádio ligando aglomerados de galáxias

A uma distância de um bilhão de anos-luz, dois aglomerados de galáxias colidem lentamente. Agora, pela primeira vez, observações revelaram uma filamento peculiar de ondas de rádio que interliga esses aglomerados, como uma linha esticada entre ilhas galácticas.

Essa linha de rádio cobre uma distância de mais de nove milhões de anos-luz através da chamada teia cósmica (a estrutura que se acredita formar a organização geral do universo) e acompanha um dos filamentos dessa teia.

Embora os astrônomos tenham conseguido enxergar a infinidade de galáxias e aglomerados de galáxias que formam os nós dessa rede cósmica, observar efetivamente os filamentos entre as galáxias não é tarefa fácil. A nova imagem, que mostra um fluxo de plasma entre os aglomerados de galáxias Abell 0399 e Abell 0401 é o primeiro avistamento conhecido do tipo.

“Nunca tinha sido observada a emissão de rádio que liga os aglomerados”, afirma Federica Govoni, do Instituto Nacional de Astrofísica da Itália, em uma divulgação da observação hoje no periódico Science. Mas agora que foi divulgada, a descoberta pode contribuir para que astrônomos entendam melhor o universo em sua dimensão mais grandiosa.

Filamentos escuros

Acredita-se que o cosmos seja formado por uma filigrana uniforme, composta por grandes vazios entre os filamentos trançados e cheios de nós das galáxias e agrupamentos colossais de galáxias fixos nos cruzamentos desses filamentos. Até agora, os astrônomos tinham basicamente observado apenas esses aglomerados ou elementos da teia cósmica. Esses enormes conglomerados de galáxias, constituídos, por vezes, por milhares de membros, são interligados pela gravidade.

Com abundância de gás quente, matéria escura densa e estrelas brilhantes, os aglomerados de galáxias podem ser observados em todo o espectro eletromagnético, o que significa que os astrônomos são capazes de discernir suas características nos comprimentos de ondas de rádio, raios gama, raios X, raios infravermelhos e luz visível; já foram avistados raros halos de ondas de rádio nos núcleos de alguns aglomerados, como no Abell 0399 e Abell 0401.

Contudo, o espaço entre esses aglomerados, chamado de meio intergaláctico, é escuro e preenchido de forma esparsa, o que torna ainda mais desafiador enxergar algo tão distante: o mais próximo aglomerado de galáxias grande fora de nosso próprio Grupo Local de galáxias e do aglomerado vizinho de Virgem está a uma distância de 65 milhões de anos-luz.

Ainda assim, Govoni e seus colegas decidiram recentemente examinar o espaço que separa Abell 0399 e Abell 0401. Antes disso, o observatório Planck, que fica na órbita terrestre, avistou o que parecia ser uma ramificação de matéria interligando os dois elementos, uma observação que Govoni alega ter despertado sua curiosidade e a fez questionar se campos magnéticos também poderiam se estender além dos próprios aglomerados.

Abrindo portas

Atualmente, esses dois aglomerados estão nos estágios iniciais de fusão. A uma distância aproximada de 9,8 milhões de anos-luz, eles estão fadados a colidir e formar um superaglomerado ainda maior. Por ora, entretanto, estão ocupados movimentando e perturbando o espaço intergaláctico, lançando ondas de choque, linhas de força de campos magnéticos e partículas no vazio que compartilham.

Foram os efeitos dessas perturbações que Govoni e sua equipe observaram utilizando um conjunto de radiotelescópios na Europa chamado Low-Frequency Array (Grupo de Baixa Frequência) ou Lofar, na sigla em inglês.

O Lofar detectou ondas de rádio emitidas por elétrons que viajavam quase à velocidade da luz. Chamadas de emissões sincrotônicas, essas ondas são produzidas por elétrons em aceleração que giram ao redor de campos magnéticos. É provável que esses filamentos de rádio sejam comuns em toda a teia cósmica, mas predominamalém dos limites de detecção dos atuais telescópios, afirma Govoni.

“O sinal detectado nesse estudo poderia ser até centenas de vezes mais brilhante que a emissão da teia sincrotônica, segundo algumas hipóteses”, afirma Tracy Clarke, astrônoma do Laboratório de Pesquisa Naval dos Estados Unidos. “Isso provavelmente se deve a um aumento na região entre esses aglomerados em processo de fusão.”

O filmaneto, que percorre uma distância imensa, agora levanta questões sobre como a emissão sincrotônica poderia ser produzida ao longo dessa área ampla, uma vez que os cientistas ainda não sabem ao certo como os elétrons podem ser perpetuamente acelerados quase à velocidade da luz por essa vastidão.

“Isso abre diversas portas totalmente novas para começar a explorar aspectos como a distribuição de partículas nos filamentos, a força do campo magnético (e possivelmente sua origem), além de processos de aceleração e reaceleração em ação nos filamentos”, afirma Clarke.