Aglomerados de galáxias como vistos por XMM-Newton. Clique para ampliar
Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos do universo. O observatório XMM-Newton da ESA observou recentemente dois aglomerados de galáxias, permitindo que os astrônomos aprendam que esses aglomerados possuem maiores quantidades de supernovas tipo 1a - explodindo estrelas anãs brancas - do que a nossa própria galáxia.
Observações profundas de dois aglomerados de galáxias brilhantes de raios-X com o satélite XMM-Newton da ESA permitiram a um grupo de astrônomos internacionais medir sua composição química com uma precisão sem precedentes. O conhecimento da composição química dos aglomerados de galáxias é de importância crucial para a compreensão da origem dos elementos químicos no Universo.
Aglomerados ou conglomerados de galáxias são os maiores objetos do Universo. Observando-os através de telescópios ópticos, é possível ver centenas ou até milhares de galáxias ocupando um volume de alguns milhões de anos-luz de diâmetro. No entanto, esses telescópios apenas revelam a ponta do iceberg. De fato, a maioria dos átomos nos aglomerados de galáxias está na forma de gás quente emitindo radiação de raios-X, com a massa do gás quente cinco vezes maior que a massa nas próprias galáxias do aglomerado.
A maioria dos elementos químicos produzidos nas estrelas dos aglomerados de galáxias - expelidos para o espaço circundante por explosões de supernovas e ventos estelares - se tornam parte do gás emissor de raios-X quente. Os astrônomos dividem as supernovas em dois tipos básicos: supernovas 'core collapse' e 'Type Ia'. As supernovas de 'colapso do núcleo' se originam quando uma estrela, no final de sua vida, entra em colapso em uma estrela de nêutrons ou em um buraco negro. Essas supernovas produzem muito oxigênio, néon e magnésio. As supernovas do Tipo Ia explodem quando uma estrela anã branca que consome matéria de uma estrela companheira se torna massiva demais e se desintegra completamente. Esse tipo produz muito ferro e níquel.
Respectivamente, em novembro de 2002 e agosto de 2003, e por um dia e meio de cada vez, a XMM-Newton fez observações profundas dos dois aglomerados de galáxias chamados 'Sersic 159-03' e '2A 0335 + 096'. Graças a esses dados, os astrônomos puderam determinar a abundância de nove elementos químicos nos aglomerados 'plasma' ?? bf? um gás contendo partículas carregadas, como íons e elétrons.
Esses elementos incluem oxigênio, ferro, néon, magnésio, silício, argônio, cálcio, níquel e - detectados pela primeira vez em um aglomerado de galáxias - cromo. “Comparando a abundância dos elementos detectados com os rendimentos de supernovas calculados teoricamente, descobrimos que cerca de 30% das supernovas nesses aglomerados estavam explodindo anãs brancas ('Tipo Ia') e o restante estava estrelas em colapso no final de suas vidas. ('colapso do núcleo') ”, disse Norbert Werner, do Instituto Holandês de Pesquisa Espacial SRON (Utrecht, Holanda) e um dos principais autores desses resultados.
“Esse número está entre o valor encontrado para nossa própria galáxia (onde as supernovas do tipo Ia representam cerca de 13% da 'população' de supernovas) e a frequência atual de eventos de supernovas, conforme determinado pelo projeto Lick Observatory Supernova Search (segundo o qual 42% de todas as supernovas observadas são do tipo Ia) ”, continuou ele.
Os astrônomos também descobriram que todos os modelos de supernova preveem muito menos cálcio do que o observado em aglomerados e que a abundância observada de níquel não pode ser reproduzida por esses modelos. Essas discrepâncias indicam que os detalhes do enriquecimento de supernova ainda não estão claramente entendidos. Como se acredita que aglomerados de galáxias sejam amostras justas do Universo, sua espectroscopia de raios X pode ajudar a melhorar os modelos de supernova.
A distribuição espacial dos elementos em um cluster também contém informações sobre o histórico dos próprios clusters. A distribuição dos elementos em 2A 0335 + 096 indica uma fusão em andamento. A distribuição de oxigênio e ferro na Sersic 159-03 indica que, embora a maior parte do enriquecimento pelas supernovas do colapso do núcleo tenha ocorrido há muito tempo, as supernovas do tipo Ia ainda continuam a enriquecer o gás quente por elementos pesados, especialmente no núcleo do aglomerado.
Fonte original: ESA Portal
