Astra´nomos do MIT descobriram novas e incomuns vizinhana§as gala¡cticas que estudos anteriores negligenciaram. Seus resultados , publicados hoje, sugerem que cerca de 1 por cento dos aglomerados de gala¡xias parecem ata­picos e podem ser facilmente identificados erroneamente como uma única gala¡xia brilhante. Conforme os pesquisadores lana§am novos telesca³pios de caça a aglomerados, eles devem prestar atenção a essas descobertas ou arriscam ter uma imagem incompleta do universo.

Os aglomerados de gala¡xias contem centenas a milhares de gala¡xias unidas pela gravidade. Eles se movem atravanãs de uma sopa quente de gás chamada meio intracluster, que contanãm mais massa do que todas as estrelas em todas as gala¡xias dentro dele. Este gás quente alimenta a formação de estrelas a  medida que esfria e emite radiação de raios-X que podemos observar com telesca³pios espaciais. 

Esta nuvem de gás brilhante cria um halo difuso de raios-X ao redor dos aglomerados de gala¡xias, fazendo-os se destacarem de fontes pontuais mais discretas de raios-X produzidos, por exemplo, por uma estrela ou quasar. No entanto, algumas vizinhana§as gala¡cticas quebram esse molde, como o professor associado do MIT Michael McDonald aprendeu nove anos atrás.

Em 2012, McDonald descobriu um aglomerado diferente de qualquer outro, que brilhava como uma fonte pontual no raio-X. Sua gala¡xia central hospeda um buraco negro voraz que consome matéria e emite raios X tão brilhantes que afogam a radiação difusa do meio intracluster. Em seu núcleo, o aglomerado forma estrelas a uma taxa cerca de 500 vezes maior do que a maioria dos outros aglomerados, dando-lhe o brilho azul de uma população jovem de estrelas, em vez do tom vermelho ta­pico de estrelas envelhecidas.

“Ha¡ décadas procura¡vamos um sistema como este”, diz McDonald sobre o cluster Phoenix. E, no entanto, ele havia sido observado e ignorado anos antes, considerado uma única gala¡xia em vez de um aglomerado. “Estava no arquivo hádécadas e ninguanãm o viu. Eles estavam olhando além porque não parecia certo. ”

E então, McDonald se perguntou, que outros aglomerados incomuns podem estar escondidos no arquivo, esperando para serem encontrados? Assim, nasceu a pesquisa Clusters Hiding in Plain Sight (CHiPS).

Taweewat Somboonpanyakul, um estudante graduado no laboratório do McDonald's, dedicou todo o seu PhD a  pesquisa CHiPS. Ele começou selecionando potenciais candidatos a agrupamentos de décadas de observações de raios-X. Ele usou dados existentes de telesca³pios terrestres no Havaa­ e Novo Manãxico, e visitou os telesca³pios Magellan no Chile para tirar novas imagens das fontes restantes, procurando por gala¡xias vizinhas que revelariam um aglomerado. Nos casos mais promissores, ele ampliou com telesca³pios de alta resolução, como o Chandra X-Ray Observatory e o Hubble Space Telescope.

Depois de seis anos, a pesquisa CHiPS chegou ao fim. Hoje no The Astrophysical Journal , Somboonpanyakul publicou os resultados cumulativos da pesquisa , que incluem a descoberta de três novos aglomerados de gala¡xias. Um desses aglomerados, CHIPS1911 + 4455, ésemelhante ao aglomerado Phoenix de formação rápida de estrelas e foi descrito em um artigo em janeiro no The Astrophysical Journal Letters. a‰ uma descoberta empolgante, já que os astrônomos conhecem apenas alguns outros aglomerados semelhantes a  Faªnix. Este aglomerado convida a um estudo mais aprofundado, no entanto, pois tem uma forma torcida com dois braa§os estendidos, enquanto todos os outros aglomerados de resfriamento rápido são circulares. Os pesquisadores acreditam que pode ter colidido com um aglomerado de gala¡xias menor. “a‰ super exclusivo em comparação com todos os aglomerados de gala¡xias que conhecemos agora”, diz Somboonpanyakul.

Ao todo, a pesquisa CHiPS revelou que as pesquisas de raios-X mais antigas perderam cerca de 1 por cento das vizinhana§as gala¡cticas porque parecem diferentes do aglomerado ta­pico. Isso pode ter implicações significativas, uma vez que os astrônomos estudam aglomerados de gala¡xias para aprender como o universo se expande e evolui. “Precisamos encontrar todos os clusters para acertar essas coisas”, explica McDonald. “A conclusão de noventa e nove por cento não ésuficiente se vocêquiser ultrapassar a fronteira.”

Amedida que os cientistas descobrem e estudam mais desses aglomerados de gala¡xias incomuns, eles podem entender melhor como eles se encaixam na imagem ca³smica mais ampla. Neste ponto, eles não sabem se um pequeno número de clusters estãosempre neste estado estranho, semelhante ao de Phoenix, ou se esta étalvez uma fase ta­pica pela qual todos os clusters passam por um curto período de tempo - cerca de 20 milhões de anos, um momento fugaz pelos padraµes do Espaço-tempo. a‰ difa­cil para os astrônomos dizer a diferença, pois eles obtem apenas um aºnico instanta¢neo de cada aglomerado quase congelado no tempo. Mas com mais dados, eles podem fazer melhores modelos da física que governa essas vizinhana§as gala¡cticas.

A conclusão da pesquisa CHiPS coincide com o lana§amento de um novo telesca³pio de raios X, eROSITA, que visa aumentar nosso cata¡logo de clusters de algumas centenas para dezenas de milhares. Mas, a menos que mudem a maneira como procuram esses clusters, eles perdera£o centenas que se desviam da norma. “As pessoas que estãoconstruindo as buscas do cluster por este novo telesca³pio de raios-X precisam estar cientes desse trabalho”, diz McDonald. “Se vocêperder 1 por cento dos aglomerados, háum limite fundamental para o quanto bem vocêpode entender o universo.”

Esta pesquisa foi apoiada, em parte, pelo Fundo de Investimento em Pesquisa Kavli no MIT e pela NASA por meio dos programas de Observadores Convidados para o Observatório de Raios-X Chandra e o Telescópio Espacial Hubble.