Nota de Imprensa

O nascimento de monstros

O VISTA identifica as primeiras galáxias gigantes

18 de Novembro de 2015

O telescópio de rastreio VISTA do ESO encontrou uma horda de galáxias massivas anteriormente ocultas, que existiram quando o Universo era ainda bebé. Ao descobrir e estudar uma grande quantidade deste tipo de galáxias, os astrónomos descobriram, exatamente e pela primeira vez, quando é que tais monstros apareceram pela primeira vez no Universo.

O simples facto de contar o número de galáxias que existem em determinada área do céu permite aos astrónomos testar teorias de formação e evolução galáctica. No entanto, uma tarefa aparentemente tão fácil torna-se mais difícil quando tentamos contar galáxias cada vez mais distantes e ténues e é mais complicada ainda devido ao facto das galáxias mais brilhantes e fáceis de observar — as mais massivas no Universo — se tornarem mais raras à medida que os astrónomos observam o passado do Universo, enquanto que as galáxias menos brilhantes, mas muito mais numerosas, são ainda mais difíceis de detectar.

Uma equipa de astrónomos liderada por Karina Caputi do Instituto Astronómico Kapteyn da Universidade de Groningen, descobriu muitas galáxias distantes que não tinham sido detectadas anteriormente. A equipa utilizou imagens do rastreio UltraVISTA, um dos seis projetos que usam o VISTA para mapear o céu no infravermelho próximo, e fez um censo das galáxias ténues quando a idade do Universo estava compreendida entre 0,75 e 2,1 mil milhões de anos.

Desde dezembro de 2009 que o rastreio UltraVISTA tem vindo a fazer imagens da mesma região do céu, com um tamanho de quase quatro vezes a Lua Cheia. Esta é a maior área no céu da qual se fez imagens no infravermelho com esta profundidade, até à data. A equipa combinou as observações UltraVISTA com observações do Telescópio Espacial Spitzer da NASA, o qual investiga o cosmos a comprimentos de onda ainda maiores, na zona do infravermelho médio [1].

“Descobrimos 574 novas galáxias massivas — a maior amostra jamais reunida deste tipo de galáxias,  anteriormente ocultas, no Universo primordial,” explica Karina Caputi. “Estudá-las permitir-nos-á responder a uma questão simples mas importante: quando é que apareceram as primeiras galáxias massivas?”

A obtenção de imagens do cosmos no infravermelho próximo deu aos astrónomos a possibilidade de observar objetos que estão simultaneamente obscurecidos por poeira e se encontram extremamente distantes [2], criados quando o Universo era muito jovem.

A equipa descobriu um enorme aumento nos números destas galáxias num espaço de tempo muito curto. Uma grande fração das galáxias massivas [3] que vemos atualmente no Universo próximo já tinham sido formadas apenas 3 mil milhões de anos após o Big Bang.

“Não encontrámos evidências destas galáxias massivas mais cedo do que cerca de um milhar de milhões de anos após o Big Bang, por isso estamos confidentes que esta é a altura em que as primeiras galáxias massivas se formaram,” conclui Henry Joy McCracken, co-autor do artigo científico que descreve estes resultados [4].

Adicionalmente, os astrónomos descobriram que existem mais galáxias massivas do que o que se pensava anteriormente. As galáxias que estavam anteriormente escondidas pela poeira são cerca de metade do número total das galáxias massivas presentes no Universo quando este tinha entre 1,1 e 1,5 mil milhões de anos [5]. Estes novos resultados contradizem, no entanto, os atuais modelos que explicam como é que as galáxias evoluíram no Universo primordial, os quais não prevêem a existência de galáxias grandes tão cedo no Universo.

Para complicar ainda mais as coisas, se as galáxias massivas forem mais poeirentas no Universo primordial do que o esperado, então nem o UltraVISTA as conseguirá detectar. Neste caso, a teoria atual que explica como é que as galáxias se formaram no Universo primordial teria que ser completamente revista.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) irá também procurar estas galáxias poeirentas, que podem fazer alterar as regras do “jogo”. Se forem encontradas, serão também objetos a observar pelo telescópio de 39 metros do ESO, o European Extremely Large Telescope (E-ELT), que possibilitará a obtenção de observações detalhadas de algumas das primeiras galáxias do Universo.

Notas

[1] O telescópio VISTA do ESO observou no infravermelho próximo, no intervalo de comprimentos de onda entre 0,88 e 2,15 μm, enquanto o Spitzer observou entre 3,6 e 4,5 μm, no infravermelho médio.

[2] A expansão do espaço diz-nos que quanto mais distante estiver uma galáxia, mais depressa parecerá afastar-se de um observador situado na Terra. Este estiramento faz com que a radiação emitida por estes objetos distantes se desloque para as regiões mais vermelhas do espectro, o que significa que necessitamos de observar no infravermelho próximo e médio para capturar esta radiação.

[3] Neste contexto, “massivo” significa mais de 50 mil milhões de vezes a massa do Sol. A massa total das estrelas na Via Láctea encontra-se também próxima deste número.

[4] A equipa não descobriu nenhuma evidência de galáxias massivas para lá de um desvio para o vermelho de 6, um valor equivalente a tempos menores que 0,9 mil milhões de anos após o Big Bang.

[5] Isto corresponde a desvios para o vermelho entre z=5 e z=4.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “Spitzer Bright, UltraVISTA Faint Sources in COSMOS: The Contribution to the Overall Population of Massive Galaxies at z = 3-7”, de K. Caputi et al., que foi publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal.

A equipa é composta por Karina I. Caputi (Instituto Astronómico Kapteyn, Universidade de Groningen, Holanda), Olivier Ilbert (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Universidade de Aix-Marseille, França), Clotilde Laigle (Institut d'Astrophysique de Paris, França), Henry J. McCracken (Institut d'Astrophysique de Paris, França), Olivier Le Fèvre (Laboratoire d'Astrophysique de Marseille, Universidade de Aix-Marseille, França), Johan Fynbo (Centro de Cosmologia Escura, Instituto Niels Bohr, Copenhaga, Dinamarca), Bo Milvang-Jensen (Centro de Cosmologia Escura), Peter Capak (NASA/JPL Spitzer Science Centre, California Institute of Technology, Pasadena, California, USA), Mara Salvato (Instituto Max-Planck de Física Extragaláctica, Garching, Alemanha) e Yoshiaki Taniguchi (Centro de Investigação do Espaço e Evolução Cósmica, Universidade de Ehime, Japão).

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”.

Links

• Artigo científico publicado no Astrophysical Journal
• Fotografias do VISTA
• Rastreios públicos do VISTA
  

Contactos

Karina I. Caputi
Kapteyn Astronomical Institute – University of Groningen
The Netherlands
Email: karina@astro.rug.nl

Henry J. McCracken
Institut d'Astrophysique de Paris
France
Email: hjmcc@iap.fr

Bo Milvang-Jensen
Dark Cosmology Center – University of Copenhagen
Denmark
Email: milvang@dark-cosmology.dk

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1545, 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.