Aglomerado Phoenix
O Aglomerado Phoenix é um aglomerado massivo de galáxias de classe Abell, tipo I, localizado na constelação de Fênix, que lhe dá o nome. Foi detectado inicialmente em 2010 durante um levantamento de 2.500 graus quadrados do céu austral usando o efeito Sunyaev-Zeldovich pela colaboração do Telescópio do Polo Sul. É um dos aglomerados de galáxias mais massivos conhecidos, com massa da ordem de 2 × 1015 M☉, e é o aglomerado de raios X mais luminoso descoberto, produzindo mais raios X do que qualquer outro aglomerado massivo conhecido. Está localizado a uma distância comovente de 8,61 bilhões de anos-luz da Terra. Cerca de 42 galáxias membros foram identificadas e atualmente listadas no Banco de Dados Astronômico SIMBAD, embora o número real possa chegar a 1.000 galáxias.
O Aglomerado de Fênix foi relatado pela primeira vez em um artigo de R. Williamson e colegas durante uma pesquisa realizada pelo Telescópio do Polo Sul na Antártida, sendo um dos 26 aglomerados de galáxias identificados pela pesquisa. A detecção foi realizada em frequências entre 95, 150 e 220 GHz, com 14 dos aglomerados de galáxias detectados já identificados, enquanto 12 – incluindo o Aglomerado de Fênix – são novas descobertas. O suposto Aglomerado de Fênix (ainda identificado por sua entrada numérica no catálogo SPT-CL J2344–4243) foi apontado como tendo "a maior luminosidade em raios X de qualquer aglomerado" descrito pela pesquisa. Uma brilhante galáxia Seyfert do tipo 2 também foi pronunciada situando-se a 19 segundos de arco do centro aparente do aglomerado, identificada como 2MASX J23444387-4243124, que mais tarde seria chamada de Fênix A, a galáxia central do aglomerado.
Devido às suas propriedades extremas, o Aglomerado Phoenix tem sido extensivamente estudado e é considerado uma das classes mais importantes de objetos desse tipo. Um estudo observacional multicomprimento de onda realizado por M. McDonald e colegas mostra que ele possui uma taxa de fluxo de resfriamento extremamente forte (aproximadamente 3.280 M☉ por ano), descrita como um fluxo de resfriamento descontrolado. Esta medição é uma das mais altas já observadas no centro de um aglomerado de galáxias. O fluxo de resfriamento muito forte, em contraste com outros aglomerados de galáxias, foi sugerido como resultado do mecanismo de feedback para evitar um fluxo de resfriamento descontrolado, que pode ainda não estar estabelecido no Aglomerado de Phoenix, o mecanismo de aquecimento esperado, produzido pelo buraco negro central, é inadequado para gerar um feedback (em contraste com os aglomerados de Perseus e Virgo). Isso é ainda mais corroborado pela alta atividade de formação estelar da galáxia central Phoenix A, onde estrelas são formadas a uma taxa de 740 M☉ por ano (em comparação com a produção estelar de 1 M☉ por ano da Via Láctea); o núcleo galáctico ativo central, comprovadamente, não produz energia suficiente para ionizar o gás da galáxia e impedir a formação estelar.
A galáxia cD elíptica central deste aglomerado, Phoenix A (RBS 2043, 2MASX J23444387-4243124), abriga um núcleo galáctico ativo que foi descrito como compartilhando as propriedades de um quasar e de uma galáxia Seyfert tipo 2, alimentada por um buraco negro supermassivo central. A galáxia tem uma morfologia incerta. Com base na abertura "total" na banda K, Phoenix A tem um diâmetro angular de 16,20 segundos de arco, correspondendo a um grande diâmetro isofotal de 206,1 quiloparsecs (672.200 anos-luz), tornando-a uma das maiores galáxias conhecidas descobertas na Terra. Phoenix A também contém vastas quantidades de gás quente. Há mais matéria normal presente ali do que no total de todas as outras galáxias do aglomerado. Dados de observações indicam que o gás quente está esfriando nas regiões centrais a uma taxa de 3.820 M☉/ano, a mais alta já registrada. Ela também está passando por uma explosão estelar massiva, a mais alta registrada no meio de um aglomerado de galáxias, embora outras galáxias em desvios para o vermelho mais altos tenham uma taxa de explosão estelar mais alta.
Buraco negro supermassivo
O buraco negro central do Aglomerado Phoenix é o motor que impulsiona tanto o núcleo Seyfert de Phoenix A quanto os jatos relativísticos que produzem as cavidades internas no centro do aglomerado. M. Brockamp e colegas usaram uma modelagem da densidade estelar mais interna da galáxia central e do processo adiabático que alimenta o crescimento de seu buraco negro central para criar uma ferramenta calorimétrica para medir a massa do buraco negro. A equipe deduziu um parâmetro de conversão de energia e o relacionou ao comportamento do gás quente intraaglomerado, ao parâmetro de feedback AGN e à dinâmica e aos perfis de densidade da galáxia para criar uma modelagem evolutiva de como o buraco negro central pode ter crescido no passado. No caso de Phoenix A, demonstrou-se que ele possui características muito mais extremas, com modelos adiabáticos próximos às limitações teóricas.
Em 2025, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA revelou um elo perdido fundamental na rápida formação estelar do Aglomerado Phoenix. Usando espectroscopia no infravermelho médio, Webb detectou um gás de resfriamento de temperatura intermediária (~300.000 Kelvin) que preenche a lacuna entre o gás quente (10.000.000 Kelvin) e o gás frio (10.000 Kelvin) do aglomerado — um fenômeno nunca visto em outros aglomerados de galáxias.
