Os aglomerados de galáxias ou cúmulos de galáxias são uma das maiores estruturas do Universo. Nelas inúmeras galáxias estão interagindo gravitacionalmente umas com as outras, chocando-se muitas vezes entre si mas normalmente estando equilibradas a uma certa distância.

Jan Hendrik Oort foi o primeiro a demonstrar que as galáxias não estão distribuídas aleatoriamente no espaço, mas concentram-se em grupos. Mais tarde, quando a descoberta já estava assimilada pela comunidade científica, acreditou-se que os aglomerados de galáxias fossem as estruturas maiores encontradas no Universo. Entretanto, em 1953 descobriu-se os superaglomerados de galáxias, ou expressamente falando "aglomerados de aglomerados de galáxias", estruturas ainda maiores do Universo. Um dos mais impressionantes é o Aglomerado de Abel, são milhões de galáxias aparentemente infinitas.

O observatório espacial Herschel descobriu um gigante filamento contendo bilhões de estrelas novas.

O filamento conecta dois aglomerados de galáxias que, juntamente com um terceiro grupo, que está originando um dos maiores superaglomerados de galáxias no Universo.

O filamento é a primeira estrutura do gênero visto em uma época cósmica crítica, quando o acúmulo de coleções colossais de galáxias gerando superaglomerados começou a tomar forma. A ponte brilhante da galáxia oferece aos astrônomos uma oportunidade única para explorar como as galáxias evoluem e se fundem para formar superaglomerados.
"Estamos entusiasmados com este filamento, porque pensamos que a intensa formação de estrelas que vemos em suas galáxias está relacionada com a consolidação do superaglomerado circundante", diz Kristen Coppin, um astrofísico da Universidade McGill, no Canadá, e autor de um novo artigo no Astrophysical Journal Letters.
"Esta ponte luminosa de formação estelar nos dá um instantâneo de como a evolução da estrutura cósmica em escalas muito grandes afeta a evolução das galáxias individuais presas dentro dela", diz Jim Geach, um co-autor, que também é baseado na McGill.
O filamento intergaláctico, contendo centenas de galáxias, abrange 8 milhões de anos-luz e ligações de dois dos três grupos que compõem um superaglomerado conhecido como RCS2319. Este superaglomerado emergente é um objeto extremamente raro e distante, cuja luz levou mais de sete bilhões de anos para chegar até nós.
O RCS2319 é objeto de um estudo observacional enorme, liderado por Tracy Webb e seu grupo na McGill.
Observações anteriores em luz visível e raios X tinham encontrado os núcleos do aglomerado que sugeriu a presença de um filamento. A poeira encobre grande parte da atividade de formação estelar no início do Universo, mas telescópios como o Herschel pode detectar o brilho infravermelho da poeira, ela é aquecida por estrelas nascentes.
A quantidade de luz infravermelha sugere que as galáxias no filamento estão produzindo o equivalente a cerca de 1.000 massas solares (a massa do nosso Sol é de 1,99 × 10³⁰kg) de novas estrelas por ano. Para efeitos de comparação, a nossa galáxia, a Via Láctea está produzindo cerca de uma massa solar de novas estrelas por ano.
A alta taxa de interações e fusões entre galáxias podem ser reservatórios de gás das galáxias, iniciando formação estelar.
Ao estudar o filamento, os astrônomos serão capazes de explorar a a progressão da vida de uma galáxia. As galáxias no filamento do RCS2319 irão eventualmente migrar em direção ao centro do superaglomerado emergente.

O papel do ambiente em influenciar a evolução galáctica é uma das questões fundamentais da astrofísica moderna.

A Fusão de Galáxias

A fusão de galáxias é quando duas galáxias se chocam formando uma nova galaxia. Quando duas galáxias de grande porte se chocam em seu núcleo central ha um imenso buraco negro; quando há a fusão esses dois buracos negros se unem pronocando anomalias no tecido do espaço-tempo. Os buracos negros no núcleo sugam as estrelas e os planetas da outra galaxia, e se a galáxia for menor do que a outra o buraco negro pode sugar toda a galáxia.

Colisão de galáxias é um formidável fenômeno que ocorre no Universo em que galáxias diferentes chocam-se.

As colisões duram bastante tempo para a escala humana, dadas as grandes distâncias do cosmo, em geral alguns milhões de anos - ou até mesmo bilhões de anos.

Embora estes processos não possam ser observados ao todo, pode-se prever o que acontecerá graças às leis da gravidade.

Em 6 de agosto de 2007 o observatório espacial Spitzer da Nasa captou uma das maiores colisões cósmicas na história da astronomia. Trata-se de quatro galáxias que se chocaram espalhando no cosmos bilhões de estrelas, Em última instância essas quatro galáxias ficarão reduzidas a uma só que terá uma massa superior 10 vezes à da Via Láctea, onde está o sistema solar da Terra.

A fusão de quatro galáxias foi descoberta acidentalmente pelo telescópio espacial quando realizava uma prospecção de um conjunto galáctico chamado CL 0958 4702 situado a quase 5 bilhões de anos luz da Terra. Os dados da Spitzer mostram que nesta fusão há muito pouco gás, ao contrário de outras fusões galáticas, é a melhor evidência de que as galáxias do universo se formaram recentemente através de grandes fusões.

Acredita-se que em três bilhões de anos haverá um choque entre a Via Láctea e a galáxia de Andrômeda (M31) - que é duas vezes maior que a primeira. A velocidade de aproximação é de cerca de 480.000 km/h.

Ainda há incerteza se haverá uma colisão frontal ou uma interação. Uma colisão frontal formaria uma gigantesca galáxia eliptica.

Uma equipe internacional de astrônomos anunciou nesta quarta-feira (18), na revista "Nature", a descoberta da galáxia espiral mais antiga já detectada, com 10,7 bilhões de anos, ou seja, dos primórdios do Universo.

Segundo a teoria do Big Bang, a expansão do cosmos começou há cerca de 13,7 bilhões de anos, idade aproximada da Via Láctea, outra galáxia espiral. Nesse período, as galáxias costumavam se colidir com frequência, as estrelas se formavam com mais rapidez e os buracos negros cresciam muito.

Até agora, os cientistas acreditavam que essa era uma época em que não existia esse tipo de formação, por causa das condições desfavoráveis encontradas. A BX442 tem bilhões de anos a mais que outras galáxias espirais conhecidas e foi identificada pelo Telescópio Espacial Hubble, da Nasa.

Galáxia espiral Nature (Foto: Joe Bergeron/Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics)

Galáxia espiral com quase 11 bilhões de anos é identificada pelo Telescópio Espacial Hubble, da Nasa, e é a mais velha já descoberta (Foto: Joe Bergeron/Dunlap Institute for Astronomy & Astrophysics)

A "nova" galáxia viajou até nós todo esse tempo e agora pôde ser vista como era há quase 11 bilhões de anos. A BX442 é considerada grande e com muita massa, tem braços proeminentes e bem definidos, além de um disco grosso e quente – propriedade até então considerada favorecedora de estruturas mais aglomeradas que essa. A evidência de um enorme buraco negro no centro dela pode indicar sua evolução.

Segundo o pesquisador David Law e colegas, essa galáxia é a única a apresentar uma estrutura espiral entre 306 galáxias do início do Universo avaliado pelo Hubble. Todas tinham o mesmo tipo de "desvio para o vermelho", ou seja, a quantidade de luz emitida no espaço, o que pode indicar a distância de uma galáxia em relação ao Sistema Solar.

Os autores concluem que a BX442 está passando por uma pequena fusão com uma galáxia vizinha menor, cuja interação pode levar à formação de uma nova estrutura espiral de curta duração. Isso significa que ou esse mecanismo de criação é raro ou a duração de galáxias assim é curta demais, fazendo com que haja uma janela de tempo muito estreita para torná-las observáveis.

As galáxias espirais contêm estrelas e gases onde novas estrelas nascem. Outras, chamadas elípticas, costumam ser mais velhas e ter estrelas vermelhas se movendo em direções aleatórias. Nos primórdios do Universo, havia uma grande quantidade dessas galáxias irregulares.

O estudo da BX442 pode ajudar os astrônomos a entenderem como as galáxias espirais se formaram, inclusive a Via Láctea. Participaram da pesquisa as universidades de Toronto, no Canadá, da Califórnia (UCLA), de Wisconsin, do Arizona e do Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), nos EUA.

Super Aglomerado

Depois de descobrir os aglomerados de galáxias, os astrônomos se perguntaram se existiam estruturas ainda maiores no Universo. Em 1953, o astrônomo francês Gérard de Vaucouleurs demonstrou que os aglomerados de galáxias também formam estruturas maiores, denominados superaglomerados de galáxias ou supercúmulos de galáxias.

A maioria dos superaglomerados têm milhões de anos-luz de diametro e contém milhares de galáxias. A existência de superaglomerados indica que as galáxias no Universo não estão uniformemente distribuídas, a maioria delas se agrupa em grupos e aglomerados, cada grupo contém cerca de 50 galáxias e cada aglomerado, vários milhares de galáxias. Não há conhecimento de nenhum aglomerado de superaglomerados, mas sua existência é debatida. Acredita-se que o número total de superaglomerados no Universo seja em torno de 10 milhões.