Space Scoops

	Região central do enxame de galáxias de Coma. Esta imagem a cores foi criada a partir da combinação de três exposições separadas feitas com filtros azul, vermelho e infra-vermelho próximo - Omar Lopez-Cruz & Ian Shelton/NOAO/AURA/NSF

Os enxames de galáxias são enormes estruturas gravitacionalmente ligadas entre si. Ter-se-ão formado há cerca de 11,5 mil milhões de anos atrás, se aceitarmos o modelo cosmológico em que o Universo de que fazemos parte teve origem há, aproximadamente, 15 mil milhões de anos.

Estamos aqui a falar de autênticas e veneráveis "famílias", compostas por uma multidão de membros - desde 50 a 10000 galáxias conforme a riqueza dos "clãs" - de vários tipos morfológicos, mas dominadas em número pelas elípticas e lenticulares.

As galáxias são o único constituinte dos enxames que podemos observar na banda de comprimentos de onda à qual os nossos olhos são sensíveis - o óptico ou visível - através da radiação que elas emitem. Esta emissão vem, essencialmente, das estrelas que formam as galáxias que, tal como o nosso Sol, irradiam energia. Mas esta componente visível não é, de modo algum, a mais representativa em termos de massa, se pensarmos que contribui com bem menos de 10% para a massa total de um enxame! Esta eleva-se a ordens típicas de 5x10⁴⁴ quilogramas (ou seja, um 5 seguido de 44 zeros!!!)

O enxame de Hércules. As cores desta imagem composta obtida no visível, evidenciam as galaxias com formação estelar em tons azuis, enquanto que as gal. elípticas aparecem em tons amarelos - Victor Andersen and KPNO/ NOAO/ AURA/ NSF

Com efeito, se apontarmos aos enxames de galáxias detectores sensíveis aos raios-X, como alguns dos modernos satélites astronómicos de hoje, vemos que o espaço entre as galáxias está preenchido por um gás quente e difuso que emite radiação nesta banda de comprimentos de onda mais energéticos.

Este gás está a altas temperaturas (tipicamente entre 30 e 100 milhões de graus Celsius!) e, por isso, encontra-se totalmente ionizado, sendo a densidade de electrões da ordem de 0.001 electrões por centímetro cúbico, o que equivale a 10^-30 gramas por centímetro cúbico!

As condições de temperatura e densidade deste gás que constitui o meio intergaláctico são completamente distintas das que se encontram, por exemplo, no interior das estrelas.

A mesma região do enxame de galáxias de Hydra A observada no óptico (à esquerda) e nos raios-X (à direita) - Optical image from La Palma and B. McNamara; X-ray image from Chandra

A mesma região do enxame de galáxias de Coma observada no óptico (à esquerda) e nos raios-X (à direita) - NASA/CXC/SAO

Apesar das escaldantes temperaturas referidas medidas pelos satélites de raios-X, a rarefacção do gás é tal que poderíamos sentir frio ao passearmos-nos por meio dele! Contrariamente, no núcleo das estrelas, o gás não atinge temperaturas tão altas - apesar de o valor típico ser da ordem de uns não desprezáveis 15 milhões de graus - mas a sua densidade é tão elevada - no Sol os modelos referem cerca de 160 gramas por centímetro cúbico! - que proporciona condições para aí se desencadearem as reacções termonucleares que produzem a energia que sustenta a estrela e a faz brilhar.

O processo de radiação do gás intergaláctico nada tem a ver com as reacções termonucleares que fabricam os elementos pesados (carbono, oxigénio, ferro, etc.) a partir do hidrogénio e hélio. Trata-se de uma radiação não térmica produzida na interacção entre os electrões do gás ionizado.

Este gás intra-enxame estende-se, numa forma mais ou menos esférica ou um pouco alongada, por pelo menos 10 milhões de anos-luz, a dimensão e forma típicas de um enxame de galáxias.

Mas os enxames de galáxias escondem algumas surpresas: ao estudar o movimento das galáxias nos enxames, o astrónomo suíço-americano Fritz Zwicky descobriu, por volta de 1930, que era forçoso existir uma componente de massa adicional - para além das galáxias e do gás já referido - e até hoje não detectada, que explicasse as velocidades observadas das galáxias nos enxames. Nascia assim a ideia de "matéria escura" - o nome vem do facto de não se observar qualquer tipo de radiação proveniente deste material. E esta é, efectivamente, a componente mais significativa dos enxames, já que se pensa que ela constitui 70% a 90% da massa total destas estruturas!