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Estranhos sinais de rádio sugerem uma nova física em aglomerado de galáxias

Pesquisadores encontraram uma série de estranhas emissões de ondas de rádio de baixa frequência em um aglomerado de galáxias, a cerca de 800 milhões de anos-luz de distância. Embora não seja um tipo de emissão inédito, os cientistas não sabem explicar as características dos objetos e sugerem que uma nova física esteja acontecendo em Abell 3266.

Foram três tipos de ondas de rádio, emitidas por três grandes objetos: uma emissão de rádio fóssil, uma relíquia de rádio e um halo de rádio, todos dentro de Abell 3266. Todas eram muito fracas para serem detectadas, mas a equipe usou um algoritmo nas imagens do telescópio.

O aglomerado de galáxias Abell 3266, observado em todos os comprimentos de onda com diferentes instrumentos (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)
O aglomerado de galáxias Abell 3266, observado em todos os comprimentos de onda com diferentes instrumentos (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)

Ao fazer isso, eles encontraram os antigos remanescentes (rádio fóssil) emitidos por um buraco negro supermassivo no centro de uma das galáxias, que há muito tempo foi muito ativo. Hoje, está “desativado”, ou seja, não está se alimentando de matéria.

Halos e relíquias de rádio são gerados por colisões entre aglomerados de galáxias, mas pouco se sabe sobre eles. O primeiro é formado quando fontes irregulares de rádio se encontram no centro do aglomerado. Halos são alimentados por turbulência no plasma quente, que dá energia às partículas.

Abaixo, está o halo de rádio encontrado em Abell 3266 e destacado com cores e contornos vermelhos representando a intensidade dos sinais. As cores azuis mostram o plasma quente e a curva tracejada marca os limites externos do halo de rádio.

Halo de rádio em Abell 3299 (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)
Halo de rádio em Abell 3299 (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)

Já as relíquias de rádio têm forma de arco e ficam na periferia de um aglomerado, alimentados por ondas de choque que viajam pelo plasma, mais ou menos como um estrondo sônico que ocorre quando uma aeronave quebra a barreira do som.

O aglomerado Abell 3266 é “particularmente dinâmico e confuso”, disseram os cientistas. Nos dados, eles encontraram "um quadro complexo". Abaixo, está a imagem da relíquia de rádio. As cores amarelas mostram características onde a entrada de energia está ativa, enquanto a névoa azul representa o plasma quente observado em raios-X.

As cores mais vermelhas são emissões de objetos mais antigos e menos energéticos. Ou eles perderam muita energia ao longo do tempo, ou nunca tiveram o suficiente desde o início, explicaram os pesquisadores.

A relíquia de rádio em Abell 3299 tem formato incomum com arco no "caminho errado" (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)
A relíquia de rádio em Abell 3299 tem formato incomum com arco no "caminho errado" (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)

Uma das peculiaridades que chamou a atenção dos astrofísicos é o formato da relíquia mostrada acima. A forma côncava é incomum e ganhou o apelido de relíquia do "caminho errado".

A compreensão atual dos cientistas sobre como relíquias como esta são geradas não prevê este formato, então a equipe terá que continuar os estudos para decifrar o que está acontecendo por ali. Os dados também revelam detalhes nunca vistos antes em uma relíquia.

Na imagem abaixo, está o rádio fóssil, mostrado com cores vermelhas. Os contornos representam o brilho do rádio medido pelo Australian SKA Pathfinder Telescope (ASKAP) e a seta aponta para a galáxia que, provavelmente, alimentou o fóssil no passado com seu buraco negro supermassivo.

Fóssil de rádio em Abell 3299 é muito fraco e, portanto, antigo (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)
Fóssil de rádio em Abell 3299 é muito fraco e, portanto, antigo (Imagem: Reprodução/C. Riseley/ASKAP/ATCA/XMM-Newton/Dark Energy Survey)

Segundo a equipe, os melhores modelos físicos “simplesmente não se ajustam aos dados”. Em outras palavras, existem lacunas na teoria que precisam ser preenchidas para explicar o que foi encontrado nas observações.

Os cientistas esperam que no futuro as respostas sejam encontradas com a ajuda de telescópios como o Square Kilometer Array, o maior interferômetro ondas de rádio do mundo, a ser concluído em 2029.

Este estudo foi publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Fonte: Canaltech

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