Nota de Imprensa

Olhando para o Universo profundo a 3D

O MUSE vai para além do Hubble

26 de Fevereiro de 2015

O instrumento MUSE montado no Very Large Telescope do ESO deu aos astrónomos a melhor vista tridimensional do Universo profundo obtida até à data. Após observar a região do Hubble Deep Field South durante apenas 27 horas, as novas observações revelam distâncias, movimentos e outras propriedades de muito mais galáxias do que as que tinham sido observadas até agora nesta pequeníssima zona do céu. Estas observações revelam igualmente objetos anteriormente desconhecidos nas observações do Hubble.

Ao obter imagens através de exposições muito longas de regiões do céu, os astrónomos criaram muitos campos profundos que nos revelaram muito sobre o Universo primordial. O mais famoso destes campos foi o Hubble Deep Field (Campo Profundo de Hubble) original, obtido pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA durante vários dias no final de 1995. Esta imagem icónica transformou rapidamente o nosso conhecimento do conteúdo do Universo quando este ainda era jovem. Foi seguida dois anos depois por uma imagem semelhante do céu austral - o Hubble Deep Field South.

No entanto, estas imagens não contêm todas as respostas - para investigar melhor as galáxias nas imagens do campo profundo, os astrónomos tiveram que observar cada um destes objetos cuidadosamente com outros instrumentos, recolhendo tanto imagens como espectros, um trabalho difícil e demorado. Agora e pela primeira vez, o novo instrumento MUSE pode fazer as duas coisas ao mesmo tempo - ou seja, obter imagens e espectros - e muito mais depressa.

Uma das primeiras observações do MUSE depois de ter sido instalado no VLT em 2014 foi observar  o Hubble Deep Field South (HDF-S). Os resultados obtidos excederam todas as expectativas.

“Depois de apenas algumas horas de observações no telescópio, demos uma olhadela aos dados e descobrimos muitas galáxias - o que foi muito encorajador. Quando voltámos para a Europa, começamos a explorar os dados com mais pormenor. Era como pescar em águas profundas e cada nova descoberta gerava muito entusiasmo e debate sobre o tipo de objetos que íamos descobrindo,” explicou Roland Bacon (Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, França, CNRS), investigador principal do instrumento MUSE e líder da equipa de comissionamento.

Para cada parte da imagem MUSE do HDF-S temos não apenas um pixel numa imagem, mas também um espectro que revela a intensidade das diferentes componentes de cor da radiação nesse ponto - cerca de 90 000 espectros no total [1]. Estes dados revelam a distância, composição e movimentos internos de centenas de galáxias distantes - para além de capturarem também um pequeno número de estrelas muito ténues na Via Láctea.

Embora o tempo de exposição tenha sido muito mais curto que o utilizado para obter as imagens Hubble, os dados MUSE do HDF-S revelaram mais de vinte objetos muito ténues nesta pequena região do céu que o Hubble não conseguiu capturar [2].

“Houve um grande entusiasmo quando descobrimos galáxias muito distantes que não eram sequer visíveis na imagem mais profunda do Hubble. Depois de tantos anos a trabalhar arduamente neste instrumento, ver os nossos sonhos tornarem-se realidade constituiu uma forte experiência para mim,” acrescenta Roland Bacon.

Ao observar cuidadosamente todos os espectros das observações MUSE do HDF-S, a equipa mediu as distâncias a 189 galáxias. Estas distâncias vão desde objetos relativamente próximos até alguns que são observados quando o Universo tinha menos de mil milhões de anos de idade. Este valor corresponde a mais de dez vezes as medidas de distância que tínhamos antes para esta região do céu.

Para as galáxias mais próximas, o MUSE pode observar também as diversas propriedades nas diferentes regiões da mesma galáxia. Este aspecto revela como é que as galáxias rodam e mostra-nos variações de outras propriedades de lugar para lugar. Esta é uma maneira poderosa de compreender como é que as galáxias evoluem ao longo do tempo cósmico.

“Agora que demonstrámos as capacidades únicas do MUSE para explorar o Universo profundo, vamos observar outros campos profundos como o Hubble Ultra Deep Field. Poderemos estudar milhares de galáxias e descobrir novas galáxias extremamente distantes e ténues. Estas pequenas galáxias bebés, vistas tal como eram há mais de 10 mil milhões de anos atrás, foram crescendo gradualmente, tornando-se galáxias como as que vemos hoje, como por exemplo a Via Láctea,” conclui Roland Bacon.

Notas

[1] Cada espectro cobre um domínio de comprimentos de onda que vai desde a região azul do espectro electromagnético até ao próximo infravermelho (375-930 nanómetros).

[2] O MUSE é particularmente sensível a objetos que emitem a maior parte da sua energia a alguns comprimentos de onda particulares, uma vez que esta radiação aparece como pontos brilhantes nos dados. As galáxias no Universo primordial possuem tipicamente espectros deste tipo, já que contêm hidrogénio gasoso que brilha devido à radiação ultravioleta emitida por estrelas quentes jovens.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “The MUSE 3D view of the Hubble Deep Field South” de R. Bacon et al., que será publicado a 26 de fevereiro de 2015 na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

A equipa é composta por R. Bacon (Observatoire de Lyon, CNRS, Université Lyon, Saint Genis Laval, França [Lyon]), J. Brinchmann (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Leiden, Holanda [Leiden]), J. Richard (Lyon), T. Contini (Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, CNRS, Toulouse, França; Université de Toulouse, França [IRAP]), A. Drake (Lyon), M. Franx (Leiden), S. Tacchella (ETH Zurich, Instituto de Astronomia, Zurique, Suíça [ETH]), J. Vernet (ESO, Garching, Alemanha), L. Wisotzki (Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam, Potsdam, Alemanha [AIP]), J. Blaizot (Lyon), N. Bouché (IRAP), R. Bouwens (Leiden), S. Cantalupo (ETH), C.M. Carollo (ETH), D. Carton (Leiden), J. Caruana (AIP), B. Clément (Lyon), S. Dreizler (Institut für Astrophysik, Universität Göttingen, Göttingen, Alemanha [AIG]), B. Epinat (IRAP; Aix Marseille Université, CNRS, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, França), B. Guiderdoni (Lyon), C. Herenz (AIP), T.-O. Husser (AIG), S. Kamann (AIG), J. Kerutt (AIP), W. Kollatschny (AIG), D. Krajnovic (AIP), S. Lilly (ETH), T. Martinsson (Leiden), L. Michel-Dansac (Lyon), V. Patricio (Lyon), J. Schaye (Leiden), M. Shirazi (ETH), K. Soto (ETH), G. Soucail (IRAP), M. Steinmetz (AIP), T. Urrutia (AIP), P. Weilbacher (AIP) e T. de Zeeuw (ESO, Garching, Alemanha; Leiden).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, Áustria, Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação 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 óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope (E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1507, 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.