Nota de Imprensa

APEX Fotografa de Perto, e Pela Primeira Vez, Fábricas de Estrelas no Universo Longínquo

21 de Março de 2010

Pela primeira vez, os astrónomos mediram directamente o tamanho e o brilho de regiões de formação estelar numa galáxia muito distante, graças a uma descoberta inesperada do telescópio APEX. A galáxia encontra-se tão distante, e a sua luz demorou tanto tempo a chegar até nós, que a vemos tal como era há 10 mil milhões de anos. Uma “lente gravitacional” cósmica está a amplificar a galáxia, dando-nos assim uma vista de perto, a qual seria totalmente impossível de obter de outro modo. Esta descoberta inesperada revela formação estelar vigorosa e agitada nas galáxias do Universo primitivo, com maternidades estelares a formarem-se cem vezes mais depressa do que nas galáxias mais recentes. Este trabalho é publicado hoje online na revista Nature.

Ao observarem uma enxame de galáxias de grande massa [1] com o telescópio Atacama Pathfinder Experiment (APEX), nos comprimentos de onda do submilímetro, os astrónomos descobriram uma nova galáxia muito brilhante, mais distante que o enxame, sendo esta a galáxia longínqua mais brilhante alguma vez observada no submilímetro. É extremamente brilhante porque os grãos de poeira cósmica na galáxia brilham ao serem aquecidos por radiação estelar. A nova galáxia foi baptizada com o nome de SMM J2135-0102.

“Ficámos muito surpreendidos ao descobrir um objecto extremamente brilhante que não se encontrava na posição esperada. Rapidamente compreendemos que se tratava de uma galáxia previamente desconhecida que se encontrava muito mais distante mas que estava a ser amplificada pelo enxame de galáxias mais próximo de nós,” diz Carlos De Breuck do ESO, membro da equipa. De Breuck estava a observar no telescópio APEX no planalto do Chajnantor, nos Andes Chilenos, a uma altitude de 5000 metros.

A nova galáxia SMM J2135-0102 é muito brilhante devido ao enxame de galáxias de grande massa que se encontra em frente a este objecto. A enorme massa do enxame curva a luz que vem da galáxia mais distante, actuando como uma lente gravitacional [2]. Tal como acontece com um telescópio, esta lente gravitacional amplifica e torna mais luminosa a imagem da galáxia longínqua. Graças ao alinhamento fortuito entre o enxame e a galáxia longínqua, esta última é muito amplificada, de um factor de 32.

“A amplificação mostra-nos a galáxia com um detalhe sem precedentes, embora se encontre tão distante que a sua luz levou cerca de 10 mil milhões de anos a chegar até nós,” explica Mark Swinbank, da Universidade de Durham, autor principal do artigo científico que relata a descoberta. “Nas observações que se seguiram, obtidas com o telescópio Submillimeter Array, pudemos estudar as nuvens onde estrelas se formam na galáxia com enorme precisão.”

A amplificação permite que as nuvens de formação estelar possam ser isoladas na galáxia até uma escala de cerca de algumas centenas de anos-luz - quase até ao mesmo tamanho das nuvens gigantes da nossa própria Via Láctea. Para podermos observar este nível de detalhes sem a ajuda de lentes gravitacionais precisaríamos de telescópios futuros tais como o ALMA (the Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), o qual se encontra actualmente em construção no mesmo planalto que o APEX. Este descoberta fortuita deu assim aos astrónomos uma antevisão única da ciência que será possível realizar daqui a alguns anos.

Estas “fábricas de estrelas” são semelhantes em tamanho às que se encontram na nossa Via Láctea, mas são uma centena de vezes mais luminosas, sugerindo que a formação estelar no início de vida destas galáxias é um processo muito mais vigoroso do que o que é geralmente encontrado em galáxias mais próximas de nós no tempo e no espaço. As nuvens parecem-se, de muitas maneiras, com os núcleos densos de nuvens de formação estelar no Universo próximo.

“Estimamos que a SMM J2135-0102 se encontre a produzir estrelas a uma taxa equivalente a cerca de 250 sóis por ano,” diz de Breuck. “A formação estelar nas suas enormes nuvens de poeira é diferente da no Universo próximo. No entanto, as nossas observações sugerem igualmente que deverá ser possível utilizar o mesmo tipo de física utilizado para as maternidades estelares mais densas nas galáxias próximas, de modo a compreender a formação estelar nestas galáxias mais longínquas.”

Notas

[1]Os enxames de galáxias encontram-se entre os objectos de maior massa do Universo, mantidos coesos por acção da gravidade. São compostos por centenas de milhares de galáxias, as quais contribuem apenas com cerca de um décimo para a massa total do enxame. A maior parte da massa, que corresponde a mais de um bilião de vezes [10¹⁵] a massa solar, é composta por gás quente e matéria escura. Neste caso particular, o enxame observado tem a designação de MACS J2135-010217 (ou MACS J213512.10-010258.5), e encontra-se a uma distância de cerca de quatro mil milhões de anos-luz.

[2] O efeito de lente gravitacional foi previsto pela teoria geral da relatividade de Albert Einstein. Devido à enorme massa e à sua posição intermédia entre nós e galáxias muito distantes, os enxames de galáxias actuam como lentes gravitacionais extremamente eficientes, curvando a radiação que vem das galáxias que se encontram por trás deles. Dependendo da distribuição da massa do enxame, vários efeitos interessantes são produzidos, tais como amplificação, distorções de forma, arcos gigantes e imagens múltiplas da mesma fonte.

Informações adicionais

Este trabalho foi apresentado num artigo científico, “Intense star formation within resolved compact regions in a galaxy at z=2.3” (A. M. Swinbank et al.) que sai hoje na versão online da revista Nature e será publicado no número de 1 de Abril de 2010.

A equipa é composta por A. M. Swinbank, I. Smail, J. Richard, A. C. Edge, e K. E. K. Coppin (Institute for Computational Cosmology, Durham University, UK), S. Longmore, R. Blundell, M. Gurwell, e D. Wilner (Harvard-Smithsonian Center For Astrophysics, USA), A. I. Harris e L. J. Hainline (Department of Astronomy, University of Maryland, USA), A.J. Baker (Department of Physics and Astronomy, Rutgers, University of New Jersey, USA), C. De Breuck, A. Lundgren e G. Siringo (ESO), R. J. Ivison (UKATC e Royal Observatory of Edinburgh, UK), P. Cox, M. Krips e R. Neri (Institut de Radio Astronomie Millimétrique, France), B. Siana (California Institute of Technology, USA), D. P. Stark (Institute of Astronomy, University of Cambridge, UK), e J. D. Younger (Institute for Advanced Study, USA).

O Atacama Pathfinder Experiment (APEX) é um telescópio de 12 metros, situado a uma altitude de 5100 metros no planalto árido do Chajnantor, nos Andes Chilenos. O APEX trabalha nos comprimentos de onda do milímetro e submilímetro. Esta região de comprimentos de onda encontra-se relativamente mal explorada em astronomia, necessitando de detectores avançados e dum local extremamente alto e seco, como é o caso do Chajnantor. APEX, o maior telescópio milimétrico e submilimétrico do hemisfério sul, nasceu de uma colaboração entre o Instituto Max Planck para a Radio Astronomia, o Observatório Espacial Onsala e o ESO. A operação do APEX no Chajnantor está a cargo do ESO. O APEX é o percursor do ALMA - é baseado num protótipo de uma antena construída para o projecto ALMA, encontra-se situado na mesmo planalto e observará muitos objectos que poderão ser posteriormente estudados pelo ALMA em grande detalhe.

O ESO, o Observatório Europeu do Sul, é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é financiado por 14 países: Áustria, Alemanha, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Itália, Holanda, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e funcionamento de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o observatório astronómico, no visível, mais avançado do mundo. O ESO é o parceiro europeu do revolucionário telescópio ALMA, o maior projecto astronómico que existe actualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescópio de 42 metros que observará na banda do visível e próximo infravermelho. O E-ELT será “o maior olho no céu do mundo”.

Links

• Artigo Científico (preprint)
• Mais informação sobre o APEX

Contactos

Mark Swinbank
Durham University
Durham, United Kingdom
Tel: +44 191 334 3786
Email: a.m.swinbank@durham.ac.uk

Carlos de Breuck
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6613 (until 23 March available on +1 626 272 8473, time zone PDT, USA)
Email: cdebreuc@eso.org

Douglas Pierce-Price
ESO
Garching, Germany
Tel: +49 89 3200 6759
Email: dpiercep@eso.org

Margarida Serote (Contacto de imprensa em Portugal)
Rede de Divulgação Científica do ESO e Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço,
Tel: +351 964951692
Email: eson-portugal@eso.org

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1012, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.