Pesquisadores descobrem as origens químicas do aglomerado de galáxias de Perseu.

As observações mostraram níveis de silício, enxofre, argônio e cálcio que simplesmente não correspondiam ao entendimento dos pesquisadores sobre como estrelas massivas, as quais possuem pelo menos dez vezes a massa do Sol

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Por Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe

Editado por Lisa Lock, revisado por Robert Egan

Traduzido e adaptado por Marco Centurion

Uma equipe internacional de pesquisadores desenvolveu novos modelos estelares e de supernovas para explicar os misteriosos padrões de abundância de elementos deixados por bilhões de explosões de supernovas ao redor da constelação de Perseu, que têm sido difíceis de explicar com modelos teóricos convencionais, segundo relatam três estudos recentes publicados no periódico The Astrophysical Journal.

O diagrama esquemático de uma supernova impulsionada por jatos. (Créditos da imagem: Gerado usando o Google Gemini AI e modificado pelo Kavli IPMU)

Nas profundezas da constelação de Perseus encontra-se uma das estruturas mais massivas conhecidas pela ciência, que é o Perseus Cluster. Um titã do cosmos, ele mantém mais de mil galáxias presas em um mar de gás superaquecido conhecido como Meio Intra-Aglomerado, ou ICM, na sigla em inglês. Esse gás, brilhando intensamente em raios X, atua como um registro celeste, gravando as “impressões digitais” químicas deixadas por bilhões de explosões de supernovas ao longo de bilhões de anos.

Entretanto, dados do telescópio espacial HITOMI (Astro-H) revelaram um profundo mistério. Modelos teóricos de longa data utilizados pelos pesquisadores precisavam de correções importantes.

As observações mostraram níveis de silício, enxofre, argônio e cálcio que simplesmente não correspondiam ao entendimento dos pesquisadores sobre como estrelas massivas, as quais possuem pelo menos dez vezes a massa do Sol, iniciam e findam os seus ciclos estelares. Essa discrepância indicou a necessidade de reconstruir significativamente os modelos de evolução estelar desde a base.

Uma equipe de pesquisadores, incluindo o professor emérito da The University of Tokyo e cientista visitante sênior do Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe, Ken'ichi Nomoto, o cientista associado visitante do Kavli IPMU Shing-Chi Leung, e a professora do Netherlands Institute for Space Research e cientista visitante do Kavli IPMU Aurora Simionescu, vem trabalhando nas abundâncias químicas do Aglomerado de Perseu medidas pelo satélite de raios X HITOMI.

Eles publicaram uma sequência de artigos no The Astrophysical Journal. O abrangente estudo em múltiplas etapas, primeiro desenvolveu novos modelos para estrelas massivas que finalmente se alinharam com as abundâncias químicas específicas (Si, S, Ar e Ca) observadas no Aglomerado de Perseu.

Em seguida, a equipe expandiu esse trabalho, criando um enorme catálogo de modelos estelares cobrindo uma ampla faixa de massas, que varre de 15 a 60 massas solares, e com “metalicidade”, a composição química inicial de uma estrela determinada por sua idade no universo. Ao processar esse catálogo por meio de um sistema de evolução química galáctica, os pesquisadores conseguiram reconstruir uma história de mais de 10 bilhões de anos de como o feedback de supernovas moldou os padrões químicos observados atualmente.

Já no terceiro artigo da série, a equipe considerou o caso extremo em que uma supernova explode na forma de um jato bipolar. Isso acontece quando as estrelas estão em rotação, o que resulta em um buraco negro de rotação extremamente rápida, que é também chamado de Collapsar em inglês, ou em estrelas de nêutrons. O disco de acreção ao redor desses remanescentes compactos está sujeito à instabilidade magnetorrotacional, o que produz um jato extremamente energético direcionado ao envelope estelar remanescente.

A equipe realizou simulações multidimensionais para rastrear como o jato desencadeou uma erupção e a explosão subsequente. Eles descobriram que a pronunciada produção de zinco poderia ser a “arma fumegante” capaz de indicar a fração desses eventos extremos que ocorreram no universo passado.

A equipe continuará estudando como os modelos afetam a evolução química da Via Láctea ao longo da história, permitindo investigar mais profundamente a demografia das supernovas e as populações estelares. Os pesquisadores também têm interesse em analisar a próxima divulgação de dados da missão XRISM sobre vários aglomerados galácticos.

Fornecido ao Phys.org por Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe. O artigo fonte pode ser acessado na íntegra aqui.

Artigo encontrado no site Phys.org (originalmente publicado em 14/05/2026)

Link para acesso ao original: https://phys.org/news/2026-05-uncover-chemical-perseus-cluster-galaxies.html