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Aglomerado de Pandora (Abell 2744)
Utilizando as capacidades sem precedentes do Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA, uma equipe internacional de cientistas obteve as primeiras observações espectroscópicas das galáxias mais ténues durante os primeiros mil milhões de anos do Universo. Estas descobertas ajudam a responder a uma questão de longa data dos astrônomos: que fontes causaram a reionização do Universo?
Ainda há muito a ser compreendido sobre o período da história inicial do Universo conhecido como a era da reionização. Foi um período de escuridão sem estrelas ou galáxias, preenchido por uma densa névoa de gás hidrogênio, até que as primeiras estrelas ionizaram o gás ao seu redor e a luz começou a viajar através dele. Os astrônomos passaram décadas a tentar identificar as fontes que emitiam radiação suficientemente poderosa para dissipar gradualmente este nevoeiro de hidrogônio que cobria o Universo primordial.
O programa Ultradeep NIRSpec e NIRCam Observations before the Epoch of Reionization ( UNCOVER ) (# 2561 ) consiste em imagens e observações espectroscópicas do aglomerado de lentes Abell 2744. Uma equipe internacional de astrônomos usou lentes gravitacionais por este alvo, também conhecido como Cluster de Pandora , para investigar as fontes do período de reionização do Universo. As lentes gravitacionais ampliam e distorcem a aparência de galáxias distantes, de modo que elas parecem muito diferentes daquelas que estão em primeiro plano.
A “lente” do aglomerado de galáxias é tão massiva que deforma a própria estrutura do espaço, tanto que a luz de galáxias distantes que passa pelo espaço distorcido também assume uma aparência distorcida. O efeito de ampliação permitiu à equipe estudar fontes de luz muito distantes além de Abell 2744, revelando oito galáxias extremamente fracas que de outra forma seriam indetectáveis, até mesmo para Webb .
A equipe descobriu que estas galáxias ténues são imensas produtoras de luz ultravioleta, em níveis quatro vezes maiores do que se supunha anteriormente. Isto significa que a maioria dos fotões que reionizaram o Universo provavelmente vieram destas galáxias anãs.
“Esta descoberta revela o papel crucial desempenhado pelas galáxias ultrafracas na evolução do Universo primordial,” disse Iryna Chemerynska, membro da equipe, do Institut d'Astrophysique de Paris, em França. “Eles produzem fótons ionizantes que transformam hidrogênio neutro em plasma ionizado durante a reionização cósmica. Destaca a importância da compreensão das galáxias de baixa massa na formação da história do Universo”.
“Estas potências cósmicas emitem coletivamente energia mais do que suficiente para realizar o trabalho”, acrescentou o líder da equipe Hakim Atek, também do Instituto de Astrofísica de Paris e principal autor do artigo que descreve este resultado. “Apesar do seu pequeno tamanho, estas galáxias de baixa massa são produtoras prolíficas de radiação energética, e a sua abundância durante este período é tão substancial que a sua influência coletiva pode transformar todo o estado do Universo”.
Para chegar a esta conclusão, a equipe primeiro combinou dados de imagens extremamente sensíveis de Webb com imagens de Abell 2744 obtidas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA para selecionar candidatas a galáxias extremamente ténues na época da reionização.
Isto foi seguido por espectroscopia com o Near-InfraRed Spectrograph ( NIRSpec ) de Webb. O Multi-Shutter Assembly do instrumento foi usado para capturar vários espectros dessas galáxias fracas. Esta é a primeira vez que os cientistas estimam de forma confiável o quão comuns são as galáxias fracas. Os resultados confirmam que são o tipo de galáxia mais abundante durante a época da reionização. Isto também marca a primeira vez que o poder ionizante destas galáxias foi medido, permitindo aos astrônomos determinar que estão a produzir radiação energética suficiente para ionizar o Universo primordial.
“A incrível sensibilidade do NIRSpec combinada com a amplificação gravitacional fornecida pelo Abell 2744 permitiu-nos identificar e estudar em detalhe estas galáxias dos primeiros mil milhões de anos do Universo, apesar de serem 100 vezes mais ténues do que a nossa Via Láctea,” continuou Hakim. .
Num próximo programa de observação do Webb, denominado GLIMPSE , os cientistas obterão as observações mais sensíveis alguma vez feitas no céu. Ao visar outro enxame de galáxias, denominado Abell S1063, serão identificadas galáxias ainda mais ténues durante a época da reionização. Isto permitirá aos cientistas verificar se as galáxias anãs no presente estudo são típicas da distribuição de galáxias em grande escala. Como estes novos resultados se baseiam em observações obtidas num campo, a equipe observa que as propriedades ionizantes de galáxias ténues podem aparecer de forma diferente se residirem em regiões mais densas.
Observações adicionais num campo diferente fornecerão, portanto, informações adicionais e ajudarão a verificar estas conclusões. As observações do GLIMPSE também ajudarão os astrônomos a investigar o período conhecido como alvorecer cósmico, quando o Universo tinha apenas alguns milhões de anos, para melhorar a nossa compreensão do surgimento das primeiras galáxias.
Esses resultados foram publicados hoje na revista Nature .
Notas
[2] As lentes gravitacionais ocorrem quando um corpo celeste massivo – como um aglomerado de galáxias – causa uma curvatura suficiente do espaço-tempo para que o caminho da luz ao seu redor seja visivelmente curvado, como se fosse uma lente. O corpo que faz com que a luz se curve é chamado de lente gravitacional. De acordo com a teoria geral da relatividade de Einstein, o tempo e o espaço estão fundidos em uma quantidade conhecida como espaço-tempo. Dentro desta teoria, objetos massivos fazem com que o espaço-tempo se curve, e a gravidade é simplesmente a curvatura do espaço-tempo. À medida que a luz viaja através do espaço-tempo, a teoria prevê que o caminho percorrido pela luz também será curvado pela massa de um objeto. As lentes gravitacionais são um exemplo dramático e observável da teoria de Einstein em ação. Corpos celestes extremamente massivos, como aglomerados de galáxias, fazem com que o espaço-tempo seja significativamente curvado. Em outras palavras, eles atuam como lentes gravitacionais. Quando a luz de uma fonte de luz mais distante passa por uma lente gravitacional, o caminho da luz é curvo e resulta em uma imagem distorcida do objeto distante.
Mais informações
Webb é o maior e mais poderoso telescópio já lançado ao espaço. Ao abrigo de um acordo de colaboração internacional, a ESA forneceu o serviço de lançamento do telescópio, utilizando o veículo de lançamento Ariane 5. Trabalhando com parceiros, a ESA foi responsável pelo desenvolvimento e qualificação das adaptações do Ariane 5 para a missão Webb e pela aquisição do serviço de lançamento pela Arianespace. A ESA também forneceu o espectrógrafo NIRSpec e 50% do instrumento de infravermelho médio MIRI , que foi projetado e construído por um consórcio de institutos europeus financiados nacionalmente (The MIRI European Consortium) em parceria com o JPL e a Universidade do Arizona. Webb é uma parceria internacional entre NASA, ESA e a Agência Espacial Canadense (CSA).
Lançamento em esawebb.org
Para saber mais, acesse o link>
Fonte: Agência Espacial Europeia (ESA, na sigla em inglês) / Publicação 28/02/2024
https://www.esa.int/Science_Exploration/Space_Science/Webb/Webb_finds_dwarf_galaxies_reionised_the_Universe
Web Science Academy; 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” e "Conhecendo a Energia produzida no Sol".
Participa do projeto S`Cool Ground Observation (Observações de Nuvens) que é integrado ao Projeto CERES (Clouds and Earth´s Radiant Energy Systemo) 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.
>Autor de cinco livros, que estão sendo vendidos nas livrarias Amazon, Book Mundo e outras.
