Astrônomos identificam fusão de seis galáxias massivas que darão origem a uma estrutura supermassiva

Um grupo de astrônomos liderado por Z. L. Wen, da Academia Chinesa de Ciências, identificou a fusão de seis galáxias massivas que darão origem a uma única galáxia supermassiva. O fenômeno, detalhado em artigo no arXiv, descreve a formação de uma Galáxia Mais Brilhante do Aglomerado, a estrutura mais luminosa dentro de um aglomerado de galáxias.

A descoberta foi possível por meio de dados do Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) Legacy Imaging Surveys e do uso dos telescópios Blanco, Bok e Mayall, situados no Chile e no Arizona. Embora o aglomerado já tivesse sido detectado em 2018 por levantamentos como o SuperCOSMOS, WISE e o Two Micron All Sky Survey, este novo estudo foi o primeiro a localizar o grupo de seis galáxias em processo de fusão no centro da estrutura.

A escala do evento é evidenciada pela massa dos corpos celestes envolvidos. Cinco das galáxias possuem massa superior a 10^11 sóis, cada uma abrigando centenas de milhões de estrelas, enquanto uma sexta galáxia, de menor porte, integra o conjunto. A estimativa é que a galáxia final atinja 1,16 × 10^12 massas solares, valor que supera em 2,6 desvios padrão as previsões para esse tipo de aglomerado. O processo de unificação deve levar entre 800 milhões e 1,9 bilhão de anos.

A dinâmica do sistema é classificada como "não relaxada", termo que indica a atividade catastrófica no ponto de fusão, onde estrelas são expelidas em alta velocidade. Para comprovar essa instabilidade, os pesquisadores utilizaram o Telescópio de Raios X de Seguimento da sonda Einstein (EP-FXT), que registrou uma cauda de plasma e um turbilhão no plasma ultracalor que envolve a fusão. Outro indício da violência do processo é a presença de um halo de luz intracumular (ICL) com 310 kiloparsecs, composto por estrelas arrancadas de suas galáxias originais. Para visualizar esse brilho residual, os cientistas precisaram remover a luz emitida pelas próprias galáxias.

A raridade do evento é corroborada por análise estatística. Ao examinar 52.803 aglomerados de galáxias próximos via DESI, os autores constataram que apenas um — denominado WHY J0501+01 — apresentava mais de quatro galáxias em fusão. A probabilidade de ocorrência é de 1 em 52.803, evidenciando a excepcionalidade do caso, já que fusões binárias são comuns (2.233 na amostra) e fusões quádruplas são raras, com apenas doze exemplos conhecidos.

O estudo de casos extremos como o do WHY J0501+01 permite a compreensão da formação das maiores galáxias do universo. Como essas fusões ocorrem em intervalos de tempo curtos na escala cósmica, a observação do processo em andamento possibilita o acompanhamento de sua evolução e a ampliação do conhecimento sobre a dinâmica de fusões galácticas.