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Astrônomos que usam o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) avistaram a luz de uma galáxia massiva vista apenas 970 milhões de anos após o Big Bang. Essa galáxia, chamada MAMBO-9, é a galáxia empoeirada mais distante que já foi observada, sem a ajuda de uma lente gravitacional.
Galáxias empoeiradas que formam estrelas são os viveiros estelares mais intensos do universo. Eles formam estrelas a uma taxa de até alguns milhares de vezes a massa do Sol por ano (a taxa de formação de estrelas da Via Láctea é de apenas três massas solares por ano) e contêm grandes quantidades de gás e poeira. Não se espera que essas galáxias monstruosas tenham se formado no início da história do universo, mas os astrônomos já descobriram várias delas como vistas quando o cosmos tinha menos de um bilhão de anos. Uma delas é a galáxia SPT0311-58, que o ALMA observou em 2018.
Devido ao seu comportamento extremo, os astrônomos pensam que essas galáxias empoeiradas desempenham um papel importante na evolução do universo. Mas encontrá-los é mais fácil dizer do que fazer. "Essas galáxias tendem a se esconder à vista", disse Caitlin Casey, da Universidade do Texas em Austin e principal autor de um estudo publicado no The Astrophysical Journal . "Sabemos que eles estão lá fora, mas não são fáceis de encontrar porque a luz das estrelas está escondida em nuvens de poeira".
A luz do MAMBO-9 já foi detectada há dez anos pelo co-autor Manuel Aravena, usando o instrumento Max-Planck Millimeter BOlometer (MAMBO) no telescópio IRAM de 30 metros na Espanha e o interferômetro Plateau de Bure na França. Mas essas observações não foram sensíveis o suficiente para revelar a distância da galáxia. “Estávamos em dúvida se era real, porque não conseguimos encontrá-lo com outros telescópios. Mas se fosse real, teria que estar muito longe ”, diz Aravena, que na época era aluno de doutorado na Alemanha e atualmente trabalha para a Universidade Diego Portales no Chile.
Graças à sensibilidade do ALMA, Casey e sua equipe agora foram capazes de determinar a distância do MAMBO-9. "Encontramos a galáxia em uma nova pesquisa ALMA projetada especificamente para identificar galáxias empoeiradas que formam estrelas no universo primitivo", disse Casey. "E o que há de especial nessa observação é que esta é a galáxia empoeirada mais distante que já vimos de maneira desobstruída".
A luz de galáxias distantes é frequentemente obstruída por outras galáxias mais próximas de nós. Essas galáxias na frente funcionam como uma lente gravitacional: elas dobram a luz da galáxia mais distante. Esse efeito de lente facilita para os telescópios localizarem objetos distantes (é assim que o ALMA pode ver a galáxia SPT0311-58). Mas também distorce a imagem do objeto, dificultando a compreensão dos detalhes.
Neste estudo, os astrônomos viram o MAMBO-9 diretamente, sem lente, e isso lhes permitiu medir sua massa. “A massa total de gás e poeira na galáxia é enorme: dez vezes mais do que todas as estrelas da Via Láctea. Isso significa que ainda precisa construir a maioria de suas estrelas ”, explicou Casey. A galáxia consiste em duas partes e está em processo de fusão.
Casey espera encontrar galáxias empoeiradas mais distantes na pesquisa do ALMA, que fornecerão informações sobre quão comuns elas são, como essas galáxias massivas se formaram tão cedo no universo e por que elas são tão empoeiradas. "Normalmente, o pó é um subproduto das estrelas que estão morrendo", disse ela. “Esperamos cem vezes mais estrelas que poeira. Mas o MAMBO-9 ainda não produziu tantas estrelas e queremos descobrir como a poeira pode se formar tão rapidamente após o Big Bang ”.
"Observações com tecnologia nova e mais capaz podem produzir descobertas inesperadas como o MAMBO-9", disse Joe Pesce, oficial do Programa da National Science Foundation para NRAO e ALMA. "Embora seja desafiador explicar uma galáxia tão grande tão cedo na história do universo, descobertas como essa permitem que os astrônomos desenvolvam uma compreensão melhorada e façam cada vez mais perguntas sobre o universo".
A luz do MAMBO-9 viajou cerca de 13 bilhões de anos para alcançar as antenas do ALMA (o universo tem hoje 13,8 bilhões de anos hoje). Isso significa que podemos ver como era a galáxia no passado ( assista a este vídeo para saber como o ALMA funciona como uma máquina do tempo ). Hoje, a galáxia provavelmente seria ainda maior, contendo cem vezes mais estrelas que a Via Láctea, residindo em um enorme aglomerado de galáxias.
informação adicional
Referência: “Caracterização física de uma galáxia empoeirada, sem zeros, em z = 5,85”,
CM Casey et. al., The Astrophysical Journal. DOI: 10.3847 / 1538-4357 / ab52ff
O Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA), uma instalação internacional de astronomia, é uma parceria da Organização Europeia de Pesquisa Astronômica no Hemisfério Sul (ESO), da Fundação Nacional de Ciência dos EUA (NSF) e dos Institutos Nacionais de Ciências Naturais ( NINS) do Japão em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em nome de seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) e pelo Ministério de Ciência e Tecnologia (MOST) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) em Taiwan e o Instituto de Ciências Espaciais e Espaciais da Coréia (KASI).
A construção e as operações do ALMA são lideradas pelo ESO em nome de seus Estados Membros; pelo National Radio Astronomy Observatory (NRAO), gerenciado pela Associated Universities, Inc. (AUI), em nome da América do Norte; e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ) em nome do Leste Asiático. O Observatório Conjunto do ALMA (JAO) fornece a liderança e o gerenciamento unificados da construção, comissionamento e operação do ALMA.
Imagem de rádio ALMA da galáxia poeirenta formadora de estrelas chamada MAMBO-9. A galáxia consiste em duas partes e está em processo de fusão. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), CM Casey et al .; NRAO / AUI / NSF, B. Saxton
Impressão artística de como seria o MAMBO-9 em luz visível. A galáxia é muito poeirenta e ainda precisa construir a maioria de suas estrelas. Crédito: NRAO / AUI / NSF, B. Saxton
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HélioR.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica,
Astrobiologia e Climatologia).
Membro da Society for Science and the Public
(SSP) e assinante de conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and
Space Administration) e ESA (European Space Agency).
Participa do
projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao
Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy System) administrado pela
NASA.A partir de 2019, tornou-se
membro da Sociedade Astronômica Brasileira (SAB), como astrônomo amador.
Participa também do projeto The Globe Program / NASA
Globe Cloud, um Programa de Ciência e Educação Worldwide, que também tem o
objetivo de monitorar o Clima em toda a Terra. Este projeto é patrocinado pela
NASA e National Science Fundation (NSF), e apoiado pela National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA) e U.S Department of State.
e-mail: heliocabral@coseno.com.br
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