Imagem de raios X de 365 aglomerados galácticos no Inquérito XXL
Analisando o céu em busca de fontes de raios X, o Observatório de Raios-X da ESM, XMM-Newton, realizou o XXL Survey, o maior programa de observação até hoje. Recentemente lançou o segundo lote de dados da revisão, incluindo informações sobre 365 aglomerados galácticos, que traçaram a estrutura em larga escala do Universo e seus estágios evolutivos no tempo com 26.000 núcleos galácticos ativos (AGN).
Estudando duas grandes partes celestes com elevada sensibilidade, esta pesquisa de raios X foi a primeira a detectar aglomerados galácticos e AGNs suficientes, para que os cientistas pudessem exibir a distribuição de tais objetos no Universo distante em detalhes sem precedentes. Os resultados reforçaram as expectativas do modelo cosmológico agora adotado.
Raios-X são criados em um dos processos mais energéticos do Universo. No entanto, eles são bloqueados pela atmosfera da Terra, então você só pode assistir a eventos do espaço. Quando vistos, os telescópios basicamente fixam duas fontes: gás quente penetrando em aglomerados galácticos e núcleos galácticos ativos (AGN) - áreas compactas e brilhantes nos centros de algumas galáxias que escondem o buraco negro supermassivo de alimentação.
XMM-Newton da ESA é considerado um dos mais poderosos telescópios de raios-X. Nos últimos 8 anos, ele gastou 2.000 horas de trabalho na medição de raios-X dentro do XXL Survey, onde ele olhou para duas áreas de céu aparentemente vazio (25 graus quadrados cada). O primeiro conjunto de dados lançado em 2015. Incluía os 100 aglomerados de galáxias mais brilhantes e 1000 AGN. O estudo mostrou que os aglomerados de raios-X estão tão distantes que a luz chegou até nós na metade da idade do Universo moderno, e a AGN vive ainda mais longe! Algumas fontes são tão remotas que o telescópio recebeu delas não mais do que 50 fótons de raios X, o que dificulta a determinação de sua verdadeira natureza.
Uma visão composta do aglomerado galáctico XLSSC006, criado pela combinação de observações de raios X do observatório espacial XMM-Newton com dados ópticos e de infravermelho próximo do telescópio Canadá-França-Havaí. O cluster, dotado de um desvio para o vermelho de 0,43 e uma massa de 5 x 1014 solares, tem duas galáxias dominantes, o que indica um evento de fusão
A matéria no Universo é desigualmente distribuída, mas forma uma rede filiforme cósmica formada pela gravidade e pelos aglomerados galácticos. Estas últimas são consideradas as maiores estruturas de espaço que rastreiam os picos de densidade máxima. Devido a isso, eles se tornam uma ferramenta poderosa para responder a questões cosmológicas intrigantes.
A estrutura e a evolução do espaço são descritas por um conjunto de parâmetros cosmológicos, incluindo a densidade de vários componentes e a taxa de expansão do Universo. Agora temos indicadores suficientemente precisos, mas para uma descrição mais detalhada da estrutura universal é necessário cobrir grandes escalas. O objetivo final do XXL Survey é fornecer um catálogo extenso e detalhado de clusters que podem ser usados para limitar parâmetros cosmológicos.
O satélite da ESA, Planck, determinou os valores dos parâmetros cosmológicos examinando a radiação relíquia - dados do Universo mais antigo. Depois de receber informações do XXL Survey, os pesquisadores compararam esses valores. Acontece que a distribuição de clusters e AGN é consistente com o modelo cosmológico geralmente aceito, que recorre à constante de Einstein como uma explicação para a expansão acelerada do Universo. AGN é difícil de usar para avaliação, porque suas características são influenciadas por muitos fatores externos. Portanto, os pesquisadores usaram os dados do AGN da XXL Survey para entender o processo de formação e desenvolvimento dos buracos negros.
O mosaico demonstra os agrupamentos galácticos do 365 XXL Survey nos dados ópticos dos comprimentos de onda do telescópio Canadá-França-Havaí e do telescópio Blanco do Observatório Internacional Cerro Tololo. Os clusters estão ordenados longe de nós, começando pelos mais próximos com um desvio para o vermelho de 0,03 (superior esquerdo) e terminando nos mais distantes, a 1,99
Graças ao XXL Survey, os cientistas conseguiram medir pela primeira vez o efeito da formação tridimensional de aglomerados distantes e AGN em uma escala extremamente grande. Para uma exploração mais profunda dos filamentos cósmicos, eles planejam usar o futuro satélite Euclides, que poderá observar a luz emitida 10 bilhões de anos atrás.
As resenhas da XMM-Newton também levantaram novas questões sobre a física dos aglomerados galácticos, que estão planejando estudar em detalhes a próxima missão da ESA Athena em 2031. O dispositivo poderá observar aglomerados ainda mais distantes, fornecendo mais informações sobre a evolução universal.
