aglomerado de galáxias

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Imagem composta de cinco galáxias agrupadas apenas 600 milhões de anos após o nascimento do Universo [1]

Um aglomerado de galáxias , ou aglomerado de galáxias , é uma estrutura que consiste de centenas a milhares de galáxias unidas pela gravidade [1] com massas típicas variando de 10 14 a 10 15 massas solares. Eles são a segunda maior estrutura conhecida gravitacionalmente ligada no universo depois dos filamentos de galáxias e acreditava-se que eram as maiores estruturas conhecidas no universo até a década de 1980, quando os superaglomerados foram descobertos. [2] Uma das principais características dos clusters é ameio intracluster (ICM). O ICM consiste em gás aquecido entre as galáxias e tem um pico de temperatura entre 2-15 keV que depende da massa total do aglomerado. Aglomerados de galáxias não devem ser confundidos com aglomerados estelares , como aglomerados galácticos — também conhecidos como aglomerados abertos — que são estruturas de estrelas dentro de galáxias, ou com aglomerados globulares , que normalmente orbitam galáxias. Pequenos agregados de galáxias são referidos como grupos de galáxias em vez de aglomerados de galáxias. Os grupos e aglomerados de galáxias podem se agrupar para formar superaglomerados.

Aglomerados de galáxias notáveis ​​no Universo relativamente próximo incluem o Aglomerado de Virgem, o Aglomerado Fornax , o Aglomerado Hércules e o Aglomerado Coma . Uma grande agregação de galáxias conhecida como Great Attractor , dominada pelo Norma Cluster , é suficientemente grande para afetar a expansão local do Universo . Aglomerados de galáxias notáveis ​​no Universo distante e de alto desvio para o vermelho incluem SPT-CL J0546-5345 e SPT-CL J2106-5844, os aglomerados de galáxias mais massivos encontrados no início do Universo. Nas últimas décadas, eles também são locais relevantes de aceleração de partículas, uma característica que foi descoberta pela observação de emissões de rádio difusas não térmicas, como halos de rádio e relíquias de rádio . Usando o Observatório de Raios-X Chandra , estruturas como frentes frias e ondas de choque também foram encontradas em muitos aglomerados de galáxias.

Propriedades básicas

O aglomerado de galáxias IDCS J1426 está localizado a 10 bilhões de anos-luz da Terra e tem a massa de quase 500 trilhões de sóis (imagem de vários comprimentos de onda: raios-X em azul, luz visível em verde e luz infravermelha em vermelho). [3]

Os aglomerados de galáxias normalmente têm as seguintes propriedades:

  • Eles contêm 100 a 1.000 galáxias, gás quente emissor de raios-X e grandes quantidades de matéria escura . [4] Os detalhes estão descritos na seção "Composição".
  • A distribuição dos três componentes é aproximadamente a mesma no cluster.
  • Eles têm massas totais de 10 14 a 10 15 massas solares.
  • Eles normalmente têm um diâmetro de 1 a 5 Mpc (consulte 10 23 m para comparações de distância).
  • A propagação de velocidades para as galáxias individuais é de cerca de 800-1000 km/s.

Composição

Existem três componentes principais de um aglomerado de galáxias. Eles estão tabulados abaixo: [ citação necessária ]

Nome dos componentes Fração de massa Descrição
Galáxias 1% Em observações ópticas, apenas galáxias são visíveis
Gás intergaláctico em meio intracluster 9% Plasma entre as galáxias em alta temperatura e emite radiação de raios-x por bremsstrahlung térmica
Matéria escura 90% Componente mais massivo, mas não pode ser detectado opticamente e é inferido através de interações gravitacionais

Classificação

Os aglomerados de galáxias são categorizados como tipo I, II ou III com base na morfologia. [5] [6]

Aglomerados de galáxias como instrumentos de medição

Redshift gravitacional

Aglomerados de galáxias foram usados ​​por Radek Wojtak, do Instituto Niels Bohr da Universidade de Copenhague, para testar previsões da relatividade geral : perda de energia da luz escapando de um campo gravitacional. Os fótons emitidos do centro de um aglomerado de galáxias devem perder mais energia do que os fótons vindos da borda do aglomerado porque a gravidade é mais forte no centro. A luz emitida do centro de um aglomerado tem um comprimento de onda maior do que a luz que vem da borda. Este efeito é conhecido como redshift gravitacional. Usando os dados coletados de 8.000 aglomerados de galáxias, Wojtak foi capaz de estudar as propriedades do desvio para o vermelho gravitacional para a distribuição de galáxias em aglomerados. Ele descobriu que a luz dos aglomerados foi desviada para o vermelho em proporção à distância do centro do aglomerado, conforme previsto pela relatividade geral. O resultado também apoia fortemente o modelo Lambda-Cold Dark Matter do Universo, segundo o qual a maior parte do cosmos é composta de Matéria Escura que não interage com a matéria. [7]

Lente gravitacional

Aglomerados de galáxias também são usados ​​por seu forte potencial gravitacional como lentes gravitacionais para aumentar o alcance de seus telescópios. A distorção gravitacional do espaço-tempo ocorre perto de grandes aglomerados de galáxias e dobra o caminho dos fótons para criar uma lupa cósmica. Isso pode ser feito com fótons de qualquer comprimento de onda, desde a banda óptica até a banda de raios-X. O último é mais difícil, porque os aglomerados de galáxias emitem muitos raios-X. No entanto, a emissão de raios X ainda pode ser detectada ao combinar dados de raios X com dados ópticos. Um caso peculiar é o uso do aglomerado de galáxias Phoenix para observar uma galáxia anã em seus estágios iniciais de alta energia de formação estelar. [8]

Lista

O superaglomerado Laniakea com muitos aglomerados de galáxias
Clusters notáveis
Conjunto Notas
Aglomerado de Virgem O aglomerado de galáxias massivo mais próximo
Grupo Norma O aglomerado no coração do Grande Atrator
Conjunto de bala Uma fusão de aglomerados com a primeira separação observada entre matéria escura e matéria normal
Isso lista alguns dos clusters mais notáveis; para mais clusters, consulte o artigo da lista.

Galeria

Aglomerado de galáxias Abell 2744 – galáxias extremamente distantes reveladas por lentes gravitacionais (16 de outubro de 2014). [9] [10]

Imagens

Vídeos

Veja também

Referências

  1. ^ a b "Hubble aponta o mais distante protoaglomerado de galáxias já visto" . Comunicado de imprensa da ESA/Hubble . Recuperado em 13 de janeiro de 2012 .
  2. ^ Kravtsov, AV; Borgani, S. (2012). "Formação de aglomerados de galáxias". Revisão Anual de Astronomia e Astrofísica . 50 : 353-409. arXiv : 1205.5556 . Bibcode : 2012ARA&A..50..353K . doi : 10.1146/annurev-astro-081811-125502 . S2CID 119115331 . 
  3. ^ "Conjunto de galáxias IDCS J1426" . Recuperado em 11 de janeiro de 2016 .
  4. ^ "Chandra :: Guia de campo para fontes de raios X :: Grupos e aglomerados de galáxias" .
  5. ^ Bautz, LP ; Morgan, WW (dezembro de 1970). "Sobre a Classificação das Formas de Aglomerados de Galáxias" (PDF) . Revista Astrofísica . 162 : L149. Bibcode : 1970ApJ...162L.149B . doi : 10.1086/180643 . ID A&AA. AAA004.160.015 . Recuperado em 10 de março de 2012 .
  6. ^ Bautz, Laura P. ; Morgan, WW (setembro de 1970). "Classificação Preliminar de Aglomerados de Galáxias" (PDF) . Boletim da American Astronomical Society . 2 : 294. Bibcode : 1970BAAS....2R.294B . ID A&AA. AAA004.160.006 . Recuperado em 10 de março de 2012 .
  7. ^ Yudhijit, Bhattacharjee. "Aglomerados de galáxias apoiam a teoria da relatividade de Einstein" . Com fio . Recuperado 2022-04-04 .
  8. ^ Chu, Jennifer. "Astrônomos usam aglomerado de galáxias gigantes como lente de aumento de raios-X" . Notícias do MIT . Recuperado 2022-04-04 .
  9. ^ a b Clavin, Whitney; Jenkins, Ana; Villard, Ray (7 de janeiro de 2014). "Hubble e Spitzer da NASA se unem para sondar galáxias distantes" . NASA . Recuperado em 8 de janeiro de 2014 .
  10. ^ Chou, Felecia; Weaver, Donna (16 de outubro de 2014). "RELEASE 14-283 - Hubble da NASA encontra galáxia extremamente distante através de lupa cósmica" . NASA . Recuperado em 17 de outubro de 2014 .
  11. ^ "Distante e antigo" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 6 de maio de 2019 .
  12. ^ "Cordas de estrelas sem-teto" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 11 de junho de 2018 .
  13. ^ "De crianças a bebês" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 7 de maio de 2018 .
  14. ^ "Aproximando-se das origens do Universo" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 16 de abril de 2018 .
  15. ^ "HAWK-I e Hubble exploram um aglomerado com a massa de dois Quadrillion Suns" . www.eso.org . Recuperado em 25 de dezembro de 2017 .
  16. ^ "Raias e listras" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 27 de novembro de 2017 .
  17. ^ "RELÍQUIAS Cósmicas" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 6 de novembro de 2017 .
  18. ^ "Arqueologia cósmica" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 24 de outubro de 2017 .
  19. ^ "O Hubble ultrapassou os limites para detectar aglomerados de novas estrelas na galáxia distante" . http://www.spacetelescope.org . Recuperado em 12 de julho de 2017 .
  20. ^ Loff, Sara; Dunbar, Brian (10 de fevereiro de 2015). "Hubble vê uma lente sorridente" . NASA . Recuperado em 10 de fevereiro de 2015 .
  21. ^ "Imagem do aglomerado de galáxias SpARCS1049" . Recuperado em 11 de setembro de 2015 .
  22. ^ "Ampliar o Universo distante" . Imagem da Semana da ESA/Hubble . Recuperado em 10 de abril de 2014 .