Coliso de aglomerados de galxias contesta teoria padro da cosmologia

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Redação do Site Inovação Tecnológica – 14/09/2023

Imagem composta do aglomerado de galxias em interao El Gordo, mostrando luz de raios X do Observatrio Chandra em azul, dados pticos do VLT em vermelho, verde e azul, e emisso infravermelha do Spitzer em vermelho e laranja.
[Imagem: NASA/CXC/Rutgers/J. Hughes et al; ESO/VLT-SOAR/Rutgers/F. Menanteau;NASA/JPL/Rutgers/F. Menanteau]

El Gordo

Astrnomos captaram a imagem de uma coliso entre dois aglomerados massivos de galxias que aconteceu quando o Universo tinha apenas metade da sua idade atual.

O problema que, segundo a teoria padro da cosmologia, no poderia haver tal coliso quando o Universo era to jovem.

De acordo com o modelo padro de cosmologia, conhecido como Lambda-CDM (Λ-CDM), primeiro as galxias se formaram, e ento teria sido necessrio muito tempo para que elas se combinassem em aglomerados maiores.

As novas observaes contestam isso mostrando que dois aglomerados de galxias extremamente grandes colidiram a uma velocidade muito alta quando o Universo tinha apenas metade da sua idade atual.

O par de aglomerados em questo conhecido como El Gordo, um nome adequado, visto que sua massa cerca de 2.000 trilhes de vezes a do Sol (2 seguido de quinze zeros). O novo estudo utiliza uma estimativa atualizada de sua massa que muito mais precisa, eliminando uma importante fonte de incerteza anterior, reforando a suspeita de que El Gordo mesmo uma pedra no sapato para a teoria Λ-CDM.

A massa foi estimada usando o desvio da luz das galxias de fundo, cuja forma parece distorcida graas atrao gravitacional de El Gordo – um pouco como uma lupa. Esta massa de “lente fraca” foi obtida usando o telescpio espacial Hubble, mas bate com resultados mais recentes do telescpio espacial James Webb e outros estudos usando outros mtodos. A massa do super aglomerado agora tem uma incerteza de apenas 10%.

Estes so alguns exemplos das galxias que no deveriam existir, mas que foram fotografadas pelo James Webb.
[Imagem: G. Brammer/University of Copenhagen-NASA/ESA/CSA/I. Labbe]

Outros exemplos de conflitos com a teoria

Elena Asencio, da Universidade de Bonn, na Alemanha, e seus colegas usaram simulaes detalhadas da interao entre os dois aglomerados originais para estimar a velocidade com que eles colidiram. A seguir, eles fizeram uma simulao cosmolgica para estimar quantos aglomerados podem ser considerados anlogos ao que era El Gordo pouco antes da coliso.

Os resultados revelam que a tenso das observaes com a teoria muito severa para qualquer velocidade de coliso plausvel. Alm disso, a incerteza remanescente na massa de El Gordo j no desempenha um papel significativo.

E El Gordo no o nico exemplo de coliso de aglomerados em desacordo com a teoria. “O aglomerado da Bala outro exemplo de coliso altamente energtica entre dois aglomerados de galxias, embora em uma poca posterior. Considerada em combinao com El Gordo, a situao se torna ainda pior para a Λ-CDM. E vrios outros exemplos so conhecidos e mencionados em nosso estudo,” disse Indranil Banik, da Universidade de St. Andrews, no Reino Unido.

E, mais recentemente, os dados do telescpio James Webb mostram vrias galxias individuais que se formaram muito mais rapidamente do que o previsto pela teoria.

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