A montagem combina dados do ALMA com imagens do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, de quatro galáxias distantes. As imagens ALMA, apresentadas a vermelho, mostram as galáxias distantes de fundo a serem distorcidas pelo efeito de lente gravitacional, produzido pelas galáxias que se encontram em primeiro plano, e que são apresentadas a azul com dados do Hubble. As galáxias de fundo aparecem em forma de anéis de luz, os chamados anéis de Einstein, rodeando as galáxias mais próximas - Crédito:ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), J. Vieira et al.
Observações feitas com o telescópio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostram que a formação estelar mais intensa no cosmos ocorreu muito mais cedo do que se supunha anteriormente.
Pensa-se que a formação explosiva de estrelas aconteceu em galáxias brilhantes de grande massa, no Universo primordial. Estas galáxias convertem enormes reservatórios de gás e poeira cósmica em novas estrelas a uma taxa impressionante - muito mais rapidamente que a formação estelar noutras galáxias mais calmas como a nossa Via Láctea.
Olhando para estas galáxias distantes - a sua luz demorou muitos milhares de milhões de anos a chegar até nós - os astrónomos conseguem observar esta fase intensa do Universo jovem.
“Quanto mais distante estiver uma galáxia, mais longe no tempo a estamos a ver, por isso ao medir distâncias podemos reconstruir a linha cronológica de quão vigorosa é a formação estelar no Universo nas diferentes épocas da sua história de 13,7 mil milhões de anos,” disse Joaquin Vieira (California Institute of Technology, EUA), que liderou a equipa e é também o autor principal de um dos artigos publicados na revista Nature.
Usando o telescópio ALMA para captar a radiação emitida por 26 destas galáxias, os cientistas ficaram surpreendidos ao descobrir que muitas destas galáxias longínquas e poeirentas que estão a formar estrelas, se encontram ainda mais longe do que esperavam. Isto significa que, em média, os episódios de formação estelar intensa ocorreram há 12 mil milhões de anos atrás, quando o Universo tinha menos de 2 mil milhões de anos, ou seja, mil milhões mais cedo do que se pensava anteriormente.
Além disso, duas destas galáxias são as mais distantes deste tipo de galáxias alguma vez observadas - a sua luz começou a sua viagem quando o Universo tinha apenas mil milhões de anos - e numa delas detectou-se água entre as moléculas observadas, o que marca as observações de água mais distantes no cosmos publicadas até à data.
A radiação emitida pelas galáxias é recebida pelo ALMA com os comprimentos de onda esticados pela expansão do Universo ao longo dos milhares de milhões de anos que a luz demora a chegar até nós. Medindo os comprimentos de onda esticados, os astrónomos podem calcular quanto tempo a luz demorou a chegar e assim saber o lugar certo de cada galáxia na história do Universo.
Os astrónomos utilizaram apenas uma rede parcial com 16 das 66 antenas gigantes que fazem parte do ALMA, a uma altitude de 5000 metros, no Planalto do Chajnantor, nos Andes chilenos. Quando estiver completo, o ALMA será ainda mais sensível e poderá detectar galáxias ainda mais ténues.
Nesta investigação, os astrónomos observaram as galáxias distantes mais brilhantes e com ajuda de lentes gravitacionais, um efeito previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein, onde a radiação emitida por uma galáxia distante é ampliada e distorcida pelo efeito gravitacional de uma galáxia (ou conjunto de galáxias) mais próxima de nós, e que actua como uma lente, fazendo com que a fonte longínqua pareça mais brilhante.
O esquema mostra como a luz emitida por uma galáxia longínqua é distorcida pelo efeito gravitacional de uma galáxia mais próxima, que actua como uma lente, fazendo com que a fonte distante apareça distorcida mas mais brilhante e formando característicos anéis de luz, os chamados anéis de Eisntein. Uma análise cuidada da distorção revelou que algumas destas galáxias com formação estelar intensa apresentam um brilho equivalente a 40 biliões de sóis, sendo que as lentes gravitacionais amplificaram até 22 vezes este valor - Crédito:ALMA (ESO/NRAO/NAOJ), L. Calçada (ESO), Y. Hezaveh et al.
“Estas belas imagens obtidas com o ALMA mostram as galáxias de fundo distorcidas em arcos múltiplos de luz, conhecidos como anéis de Einstein, que rodeiam as galáxias mais próximas,” disse Yashar Hezaveh (McGill University, Montreal, Canadá), que liderou o estudo das lentes gravitacionais.
“Estamos a usar a enorme quantidade de matéria escura que rodeia as galáxias a meio caminho como um telescópio cósmico, para fazer com que galáxias ainda mais distantes pareçam maiores e mais brilhantes.”
“ Este tipo de ciência era feita anteriormente nos comprimentos de onda do visível com o Telescópio Espacial Hubble, mas os nossos resultados mostram que o ALMA é uma ferramenta muito mais poderosa neste campo de investigação,”disse Carlos de Breuck (ESO), um membro da equipa.
Os resultados da investigação são publicados numa série de artigos científicos que sairão na revista Nature a 14 de março de 2013 e na revista da especialidade Astrophysical Journal.
Fonte: ESO
Sem comentários:
Enviar um comentário