O universo primitivo revelou-se mais quente do que as teorias previam.

Na última edição da revista Nature, astrônomos relataram uma descoberta incomum: a detecção de um objeto extremamente quente 1,4 bilhão de anos após o Big Bang. Esse objeto é um jovem aglomerado de galáxias chamado SPT2349-56. A temperatura do gás intergaláctico dentro do aglomerado era muitas vezes maior do que a prevista pelos modelos, expondo, na prática, as imperfeições da nossa compreensão da cosmologia.

Ilustração artística de gás quente em um aglomerado. Crédito da imagem: MPIfR/N.Sulzenauer/ALMA

O aglomerado SPT2349-56 foi descoberto em 2010 a partir de dados do Telescópio do Polo Sul, na Antártida. Trata-se de um sistema extremamente denso, contendo mais de trinta galáxias, onde novas estrelas estão sendo formadas mil vezes mais ativamente do que na Via Láctea. A gravidade dentro de tal estrutura intensifica as interações entre as galáxias e o gás entre elas, levando a um aumento na energia e na temperatura desse gás. No entanto, novos dados obtidos com a rede de radiotelescópios ALMA mostraram que a temperatura do gás dentro do aglomerado ultrapassa 10 milhões de Kelvin, aproximadamente cinco vezes maior do que o esperado para uma era cósmica tão primitiva. A gravidade sozinha não teria sido capaz de aquecer o gás a tal temperatura — uma temperatura assim só seria possível no universo atual.

A causa de temperaturas tão elevadas ainda é objeto de debate, mas os cientistas levantam a hipótese de que a energia extra tenha vindo de jatos poderosos emanados de três ou mais buracos negros supermassivos dentro do aglomerado. Essa energia extra pode ter “superaquecido” significativamente o ambiente mais cedo do que os modelos padrão de formação de estruturas galácticas permitiam. Esse fenômeno sugere que a interação entre buracos negros ativos, processos de formação estelar e o ambiente dentro dos aglomerados desempenha um papel mais importante no Universo primordial do que se pensava anteriormente.

A descoberta do SPT2349-56 e suas características incomuns levanta novas questões para os cosmólogos sobre os mecanismos pelos quais grandes estruturas evoluem no Universo. Se tais condições extremas puderam surgir tão cedo, isso…Isso exige uma revisão dos modelos existentes de formação de aglomerados de galáxias e uma melhor compreensão do papel dos processos de alta energia durante a história inicial do cosmos. Observações contínuas e pesquisas teóricas nessa área ajudarão a esclarecer como as maiores estruturas do nosso Universo evoluíram no primeiro bilhão de anos após o Big Bang.

Além disso, o efeito Sunyaev-Zel’dovich, que envolve a interação de elétrons em um gás quente com fótons na radiação cósmica de fundo (RCF), ajudou a descobrir esse fenômeno incomum. Como a RCF deveria ser uniforme, anomalias nos locais de interação dos elétrons com os fótons revelam a energética dos processos, que aumenta com a energia dos elétrons (quanto mais quentes eles forem).