Hubble encontra galáxias enormes rodando no vazio

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Essas imagens são compostas do Telescópio Espacial Hubble da NASA e do Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). As imagens em caixa e em retirada mostram duas das seis galáxias massivas e distantes onde os cientistas descobriram que a formação de estrelas cessou devido ao esgotamento de uma fonte de combustível - o gás hidrogênio frio. O Hubble, junto com o ALMA, encontrou essas galáxias estranhas quando combinaram forças com as "lentes naturais" no espaço criadas por aglomerados de galáxias massivas em primeiro plano. A gravidade dos aglomerados estende e amplifica a luz das galáxias de fundo em um efeito chamado lentes gravitacionais. Este fenômeno permite que os astrônomos usem aglomerados de galáxias massivas como lentes de aumento naturais para estudar detalhes nas galáxias distantes que de outra forma seriam impossíveis de ver. O amarelo traça o brilho da luz das estrelas. A cor roxa artificial traça a poeira fria das observações do ALMA. Essa poeira fria é usada como um substituto para o gás hidrogênio frio necessário para a formação de estrelas. Mesmo com a sensibilidade do ALMA, os cientistas não detectam poeira na maioria das seis galáxias amostradas. Um exemplo é MRG-M1341, no canto superior direito. Parece distorcido pelos efeitos óticos do "espelho da casa de diversões" das lentes. Em contraste, a bolha roxa à esquerda da galáxia é um exemplo de uma galáxia rica em poeira e gás. Um exemplo da detecção de poeira fria que o ALMA fez é a galáxia MRG-M2129 no canto inferior direito. A galáxia só tem poeira e gás bem no centro. Isso sugere que a formação de estrelas pode ter se encerrado da periferia para dentro. Imagem anotada à esquerda, imagem não anotada à direita. Essa poeira fria é usada como um substituto para o gás hidrogênio frio necessário para a formação de estrelas. Mesmo com a sensibilidade do ALMA, os cientistas não detectam poeira na maioria das seis galáxias amostradas. Um exemplo é MRG-M1341, no canto superior direito. Parece distorcido pelos efeitos óticos do "espelho da casa de diversões" das lentes. Em contraste, a bolha roxa à esquerda da galáxia é um exemplo de uma galáxia rica em poeira e gás. Um exemplo da detecção de poeira fria que o ALMA fez é a galáxia MRG-M2129 no canto inferior direito. A galáxia só tem poeira e gás bem no centro. Isso sugere que a formação de estrelas pode ter se encerrado da periferia para dentro. Imagem anotada à esquerda, imagem não anotada à direita. Essa poeira fria é usada como um substituto para o gás hidrogênio frio necessário para a formação de estrelas. Mesmo com a sensibilidade do ALMA, os cientistas não detectam poeira na maioria das seis galáxias amostradas. Um exemplo é MRG-M1341, no canto superior direito. Parece distorcido pelos efeitos óticos do "espelho da casa de diversões" das lentes. Em contraste, a bolha roxa à esquerda da galáxia é um exemplo de uma galáxia rica em poeira e gás. Um exemplo da detecção de poeira fria que o ALMA fez é a galáxia MRG-M2129 no canto inferior direito. A galáxia só tem poeira e gás bem no centro. Isso sugere que a formação de estrelas pode ter se encerrado da periferia para dentro. Imagem anotada à esquerda, imagem não anotada à direita. Um exemplo é MRG-M1341, no canto superior direito. Parece distorcido pelos efeitos óticos do "espelho da casa de diversões" das lentes. Em contraste, a bolha roxa à esquerda da galáxia é um exemplo de uma galáxia rica em poeira e gás. Um exemplo da detecção de poeira fria que o ALMA fez é a galáxia MRG-M2129 no canto inferior direito. A galáxia só tem poeira e gás bem no centro. Isso sugere que a formação de estrelas pode ter se encerrado da periferia para dentro. Imagem anotada à esquerda, imagem não anotada à direita. Um exemplo é MRG-M1341, no canto superior direito. Parece distorcido pelos efeitos óticos do "espelho da casa de diversões" das lentes. Em contraste, a bolha roxa à esquerda da galáxia é um exemplo de uma galáxia rica em poeira e gás. Um exemplo da detecção de poeira fria que o ALMA fez é a galáxia MRG-M2129 no canto inferior direito. A galáxia só tem poeira e gás bem no centro. Isso sugere que a formação de estrelas pode ter se encerrado da periferia para dentro. Imagem anotada à esquerda, imagem não anotada à direita. Isso sugere que a formação de estrelas pode ter se encerrado da periferia para dentro. Imagem anotada à esquerda, imagem não anotada à direita. Isso sugere que a formação de estrelas pode ter se encerrado da periferia para dentro. Imagem anotada à esquerda, imagem não anotada à direita.

Créditos: Processamento de imagem: Joseph DePasquale (STScI)

"Neste ponto do nosso universo, todas as galáxias deveriam estar formando muitas estrelas. É a época de pico da formação estelar", explicou a autora principal Kate Whitaker, professora assistente de astronomia na Universidade de Massachusetts, Amherst. Whitaker também é professor associado do Cosmic Dawn Center em Copenhagen, Dinamarca. "Então o que aconteceu com todo o gás frio nessas galáxias tão cedo?"

Este estudo é um exemplo clássico da harmonia entre as observações do Hubble e do ALMA. O Hubble localizou onde nas galáxias as estrelas existem, mostrando onde elas se formaram no passado. Ao detectar a poeira fria que serve como proxy para o gás hidrogênio frio, o ALMA mostrou aos astrônomos onde estrelas poderiam se formar no futuro se combustível suficiente estivesse presente.

Usando os próprios telescópios da natureza
Viva rápido morra jovem

O estudo dessas galáxias antigas, distantes e mortas era parte do programa REQUIEM apropriadamente denominado, que significa Resolvendo Galáxias Ampliadas QUIEscent no High Redshift. (O deslocamento para o vermelho ocorre quando a luz é esticada pela expansão do espaço e parece deslocada em direção à parte vermelha do espectro. Quanto mais distante uma galáxia está em relação ao observador, mais vermelha ela aparece).

A equipe REQUIEM usa aglomerados de galáxias extremamente massivos em primeiro plano como telescópios naturais. A imensa gravidade de um aglomerado de galáxias deforma o espaço, curvando e ampliando a luz dos objetos de fundo. Quando uma galáxia primitiva, massiva e muito distante está posicionada atrás de tal aglomerado, ela parece muito esticada e ampliada, permitindo que os astrônomos estudem detalhes que de outra forma seriam impossíveis de ver. Isso é chamado de "lentes gravitacionais fortes".

Somente combinando a requintada resolução do Hubble e do ALMA com essas lentes fortes a equipe REQUIEM foi capaz de compreender a formação dessas seis galáxias, que aparecem como apareceram apenas alguns bilhões de anos após o Big Bang.

"Usando lentes gravitacionais fortes como um telescópio natural, podemos encontrar as galáxias distantes, mais massivas e as primeiras a interromper sua formação estelar", disse Whitaker. "Gosto de pensar nisso como fazer ciência dos anos 2030 ou 40 - com poderosos telescópios espaciais de próxima geração - mas hoje combinando os recursos do Hubble e do ALMA, que são potencializados por lentes fortes". 

"REQUIEM reuniu a maior amostra até agora dessas raras galáxias mortas com lentes fortes no início do universo, e lentes fortes são a chave aqui", disse Mohammad Akhshik, principal investigador do programa de observação Hubble. "Ele amplifica a luz em todos os comprimentos de onda para que seja mais fácil de detectar, e você também obtém maior resolução espacial quando tem essas galáxias esticadas no céu. Você pode essencialmente ver o interior delas em escalas físicas muito mais finas para descobrir o que está acontecendo".

Esses tipos de galáxias mortas não parecem rejuvenescer, mesmo por meio de pequenas fusões e acréscimos posteriores de pequenas galáxias e gás próximas. Devorar as coisas ao seu redor apenas "incha" as galáxias. Se a formação de estrelas voltar, Whitaker a descreveu como "uma espécie de glacê". Cerca de 11 bilhões de anos depois, no Universo atual, acredita-se que essas galáxias anteriormente compactas tenham evoluído para ser maiores, mas ainda estão mortas em termos de qualquer nova formação estelar.

Essas seis galáxias viveram vidas velozes e furiosas, criando suas estrelas em um tempo incrivelmente curto. Por que eles interromperam a formação de estrelas tão cedo ainda é um enigma.

Whitaker propõe várias explicações possíveis: "Será que um buraco negro supermassivo no centro da galáxia se ligou e aqueceu todo o gás? Se sim, o gás ainda poderia estar lá, mas agora está quente. Ou poderia ter sido expelido e agora está sendo impedido de se acumular de volta para a galáxia. Ou a galáxia apenas usou tudo e o suprimento foi cortado? Estas são algumas das questões em aberto que continuaremos a explorar com novas observações no futuro".

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia). O Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, gerencia o telescópio. O Space Telescope Science Institute (STScI) em Baltimore, Maryland, conduz as operações científicas do Hubble. O STScI é operado para a NASA pela Associação de Universidades para Pesquisa em Astronomia, em Washington, DC

Contatos de mídia:

Claire Andreoli

da NASA  Goddard Space Flight Center

Ann Jenkins

Space Telescope Science Institute, Baltimore, Maryland

Instituto de Ciência do Telescópio Espacial Ray Villard , Baltimore, Maryland

Contato Científico:

Katherine E. Whitaker

University of Massachusetts, Amherst, Massachusetts

Fonte: NASA / Editor: Lynn Jenner /21-09-2021

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2021/hubble-finds-early-massive-galaxies-running-on-empty  

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Hélio R.M.Cabral (Economista, Escritor e Divulgador de conteúdos da Astronomia, Astrofísica, Astrobiologia e Climatologia). Participou do curso (EAD) de Astrofísica, concluído em 2020, pela Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC).

Autor do livro: “Conhecendo o Sol e outras Estrelas”.

Acompanha e divulga os conteúdos científicos da NASA (National Aeronautics and Space Administration), ESA (European Space Agency) e outras organizações científicas e tecnológicas.

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 DepartmentofState.

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