Um aglomerado de galáxias extremamente quente e massivo, identificado apenas 1,4 bilhão de anos após o Big Bang, surpreendeu astrônomos ao apresentar temperaturas muito acima do esperado, indicando que buracos negros supermassivos já injetavam energia intensa no Universo jovem.

A anomalia foi detectada como uma "sombra" sobre o brilho remanescente do Big Bang, revelando o gigantesco aglomerado SPT2349-56. Este objeto, localizado no Universo primordial, desafia previsões sobre a evolução cósmica ao exibir um gás interno significativamente mais quente do que permitem os modelos teóricos.

O aquecimento gravitacional previsto para um aglomerado desse porte normalmente levaria bilhões de anos, mas SPT2349-56 já apresentava temperaturas extremas. "Não esperávamos encontrar uma atmosfera tão quente em um aglomerado tão cedo na história cósmica", afirma o astrofísico Dazhi Zhou. Após rigorosas verificações, a equipe confirmou que o gás é pelo menos cinco vezes mais quente do que o estimado pelos modelos atuais.

Este é o gás mais antigo e quente já registrado em aglomerados de galáxias, resultado que pode transformar nossos modelos cosmológicos.

Descoberto em 2010 pelo Telescópio do Polo Sul, o aglomerado já se mostrava incomum. Em 2018, observações revelaram mais de 30 galáxias formando estrelas mil vezes mais rápido que a Via Láctea e colidindo entre si, um cenário explosivo ocorrido há 12,4 bilhões de anos, crucial para compreender a formação das primeiras estruturas massivas do cosmos.

Para investigar sua natureza, Zhou e uma equipe internacional utilizaram o telescópio ALMA, no Chile, analisando a radiação cósmica de fundo em busca do sinal Sunyaev‑Zeldovich — uma distorção causada pela interação entre elétrons quentes do aglomerado e fótons da radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB, na sigla em inglês). Como a radiação é homogênea, essas distorções funcionam como "sombras" detectáveis.

A intensa gravidade entre as galáxias comprime e acelera o gás intraclusteral, elevando sua energia. Porém, SPT2349‑56 se mostrou um caso extremo: além de vasto e altamente ativo, já continha grande quantidade de gás molecular, cuja análise pode revelar a dinâmica interna desse ambiente turbulento.

As medições do ALMA identificaram um sinal Sunyaev‑Zeldovich excepcionalmente forte, indicando elétrons com temperaturas acima de 10 milhões de Kelvin — muito além do que a gravidade poderia produzir nesse estágio do Universo. A equipe suspeita que jatos de pelo menos três buracos negros supermassivos estejam injetando energia adicional no meio intraclusteral.

Essa descoberta sugere que os modelos atuais de evolução de aglomerados são incompletos e que processos energéticos intensos já atuavam no Universo jovem.