Calor inexplicável em aglomerados de galáxias é mantido por campos magnéticos

O calor inexplicável dos gases em aglomerados de galáxias está prestes a ser finalmente compreendido, graças a um experimento que usou quase 200 lasers focados em um único alvo. Os cientistas simularam as condições dos aglomerados e descobriram que os campos magnéticos são um dos principais agentes desse mistério.

Com um experimento único, os pesquisadores do National Ignition Facility, que fica no Lawrence Livermore National Laboratory, EUA, usaram 196 lasers em um pequeno alvo do tamanho de uma moeda. O tempo também foi minúsculo: os lasers ficaram ligados por apenas uma fração de segundos.

Isso foi o suficiente para criar um plasma incandescente com campos magnéticos intensos que existiram por alguns bilionésimos de segundo. Os cientistas usaram os dados obtidos para determinar que, em vez de uma temperatura uniforme, havia pontos quentes e frios no plasma.

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Ilustração do superaglomerado Laniakea, uma estrutura com mais de 100 mil galáxias representadas pelos pontos laranjas (Imagem: Reprodução/Tsaghkyan/Wikimedia Commons)

Em ambientes menos extremos, o calor seria distribuído à medida que os elétrons colidem uns com os outros, mas não é o caso quando campos magnéticos emaranhados atuam. O plasma, formado por núcleos atômicos desprovidos dos elétrons, é muito sensível ao magnetismo, assim como os próprios elétrons livres.

Por isso, os campos que surgiram dentro do plasma no experimento afeta as partículas, fazendo com que elas espiralem e impedindo a distribuição “natural”, ou seja, uniforme do calor. Na verdade, os cientistas viram que a condução de energia foi suprimida por mais de um fator de 100.

O calor nos aglomerados de galáxias

A maioria das galáxias se juntam em aglomerados através da gravidade e formam estruturas gigantescas — os maiores objetos do universo. Os cientistas já sabiam que o gás hidrogênio nesses aglomerados tem cerca de 10 milhões de graus Kelvin, aproximadamente a mesma temperatura do centro do Sol.

Nessas temperaturas, o hidrogênio é despedaçado para formar um plasma de prótons e elétrons separados uns dos outros. Mas ainda não havia nenhuma explicação para o porquê ou como o gás permanece tão quente. Pelos modelos físicos atuais, ele deveria ter esfriado nos últimos 13 bilhões de anos.

Simulações de computador do experimento mostraram pontos quentes e frios se formando ao redor do alvo (Imagem: Reprodução/Yingchao Lu/University of Rochester)

O novo experimento mostrou o papel dos campos magnéticos nessas interações, mas ainda restam perguntas relevantes para entendermos o que acontece exatamente nos aglomerados de galáxias. Para isso, mais experimentos serão necessários.

Ainda assim, o grupo comemora as descobertas, principalmente porque o experimento reforça algumas hipóteses propostas anteriormente. “Este é um resultado incrivelmente empolgante porque conseguimos mostrar que o que os astrofísicos propuseram está no caminho certo”, disse o Prof. Don Lamb, da Universidade de Chicago, coautor do estudo publicado na Science Advances.

Fonte: Science Advances, Universidade de Chicago

Fonte feed: canaltech.com.br

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