Telescópio Webb encontra aglomerado de galáxias antigo que desafia a cosmologia

O Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA identificou um aglomerado de galáxias massivo que desafia as previsões atuais sobre a velocidade com que grandes estruturas cósmicas se formam. O aglomerado, conhecido como XLSSC 122, está localizado a aproximadamente 10,4 bilhões de anos-luz da Terra e exibe uma concentração incomumente densa de matéria escura em sua região central.

Lente gravitacional recorde

A descoberta estabelece o XLSSC 122 como o aglomerado de galáxias mais distante conhecido a exibir forte lente gravitacional. Esse fenômeno ocorre quando um objeto massivo curva e distorce a luz de galáxias mais distantes atrás dele, permitindo que os astrônomos meçam a massa da matéria invisível. Embora o aglomerado tenha sido originalmente identificado em 2014 pela espaçonave XMM-Newton da Agência Espacial Europeia, observações anteriores pelo Telescópio Espacial Hubble não revelaram evidências claras desse efeito de lente.

Kyle Finner, cientista da equipe do IPAC, centro de ciência e dados da Caltech para astrofísica e ciências planetárias, e autor principal de um dos estudos, observou a importância dos novos dados. "Quando recebemos as primeiras imagens do JWST, dissemos: 'uau, olhem isso, há forte lente gravitacional vindo deste aglomerado!'", disse Finner. "O XLSSC 122 agora estabeleceu o recorde de aglomerado de galáxias mais distante exibindo lente gravitacional forte, que é uma ferramenta valiosa para os astrônomos."

Desafios aos modelos cosmológicos

O XLSSC 122 data de um período conhecido como "meio-dia cósmico", há aproximadamente 10 bilhões de anos, quando o universo experimentou sua era mais intensa de formação estelar. Durante esse tempo, as galáxias produziam estrelas a taxas até 100 vezes maiores do que as observadas no universo atual. Apesar de existir durante uma era em que os aglomerados de galáxias ainda estavam se montando, o XLSSC 122 exibe o tamanho e a estrutura organizada tipicamente associados a aglomerados no universo moderno.

As novas medições indicam que uma quantidade notavelmente grande da massa do aglomerado está concentrada em sua região central. Os modelos cosmológicos padrão preveem que o crescimento de estruturas massivas deveria ter sido mais gradual, tornando um aglomerado tão concentrado surpreendente para este estágio da história cósmica.

"O XLSSC 122 é um dos primeiros aglomerados que conhecemos que se formou no universo, e tem uma concentração de massa que não concorda com as previsões do nosso modelo cosmológico", disse Finner.

Ligando a luz das estrelas à matéria escura

A equipe de pesquisa, que incluiu estudos liderados por Zachary Scofield e Hyungjin Joo na Universidade Yonsei, usou tanto a lente gravitacional forte quanto a fraca para mapear a distribuição de massa do aglomerado. A lente gravitacional forte forneceu dados sobre a massa central, enquanto a lente gravitacional fraca revelou como a matéria está distribuída nas regiões externas. A análise confirmou que o XLSSC 122 ainda está passando por uma fusão, com galáxias continuando a se unir.

Uma descoberta-chave envolve a luz intra-aglomerado, um brilho fraco produzido por estrelas que não estão mais ligadas a galáxias individuais. As observações do Webb representam a detecção mais antiga conhecida dessa luz. Perto do centro do aglomerado, a forma da luz intra-aglomerado corresponde de perto à distribuição da matéria escura inferida pela lente gravitacional forte.

"Neste aglomerado, a luz intra-aglomerado essencialmente traça a matéria escura", disse Finner. "Essa luz nos diz que o aglomerado está em um estado de fusão."

Por que isso importa

As descobertas do XLSSC 122 fornecem um teste crítico para teorias que descrevem o desenvolvimento do universo desde o Big Bang. Se outros aglomerados antigos também exibirem matéria escura inesperadamente concentrada e desenvolvimento avançado, os cientistas podem precisar revisar as suposições sobre a velocidade com que grandes estruturas cósmicas se formaram. Finner observou que, embora o XLSSC 122 seja um ponto de dados significativo, uma amostra maior é necessária para determinar se essas propriedades são raras ou parte de um padrão mais amplo. "Ainda é cedo na era do JWST", disse Finner, "e se pudermos começar a obter dados sobre dezenas ou centenas desses tipos de objetos neste estágio do universo, então podemos realmente começar a colocar nossos modelos cosmológicos à prova."

Fontes (em inglês)

• sciencedaily.com: James Webb reveals a massive cosmic structure that challenges our understanding of the Universe | ScienceDaily
• whowhatwhy.org: Webb Telescope Reveals Massive Structure, Challenges Understanding of Universe - WhoWhatWhy
• news.ssbcrack.com: Massive Ancient Galaxy Cluster XLSSC 122 Challenges Cosmological Models - SSBCrack News

Tradução feita com IA do artigo original em inglês, revisada automaticamente para dizer o mesmo que o original. As fontes foram verificadas em inglês.