Nota de Imprensa

Curiosidade espacial: encontrada a galáxia de disco rotativo mais distante

7 de Outubro de 2024

Os investigadores descobriram a galáxia mais distante parecida à Via Láctea alguma vez observada. Denominada REBELS-25, esta galáxia de disco parece tão ordenada como as galáxias atuais, no entanto, estamos a observá-la quando o Universo tinha apenas 700 milhões de anos. Este facto é tão mais surpreendente quanto, de acordo com a nossa compreensão atual da formação galáctica, se esperava que estas primeiras galáxias do Universo primordial se apresentassem bastante caóticas. A estrutura e rotação de REBELS-25 foram observadas com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), do qual o Observatório Europeu do Sul (ESO) é um parceiro.

As galáxias que observamos no Universo atual percorreram um longo caminho desde os objetos aglomerados e caóticos que os astrónomos observam tipicamente no Universo primordial. "De acordo com o que sabemos sobre a formação galáctica no Universo, esperávamos que a maioria das galáxias primitivas fossem pequenas e se parecessem um pouco como destroços de comboios", afirma Jacqueline Hodge, astrónoma da Universidade de Leiden, nos Países Baixos, e coautora deste estudo.

Estas galáxias primitivas fundem-se umas com as outras, evoluindo posteriormente para formas mais suaves a um ritmo muito lento. As teorias atuais sugerem que, para que uma galáxia se apresente tão ordenada como a nossa Via Láctea — um disco em rotação com estruturas organizadas como braços em espiral — deverá ter evoluído durante milhares de milhões de anos. Contudo, a detecção de REBELS-25 desafia esta escala de tempo.

Neste estudo, aceite para publicação na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, os astrónomos descobriram que REBELS-25 é a mais distante galáxia de disco com forte rotação jamais descoberta. A luz que nos chega desta galáxia foi emitida quando o Universo tinha apenas 700 milhões de anos — uns meros 5% da sua idade atual (13,8 mil milhões) — o que faz com que a rotação ordenada de REBELS-25 seja deveras inesperada. "Observar uma galáxia tão parecida com a nossa Via Láctea, fortemente dominada pela rotação, desafia a nossa compreensão da rapidez com que as galáxias do Universo primordial evoluem para as galáxias ordenadas que vemos no cosmos atual", diz Lucie Rowland, estudante de doutoramento na Universidade de Leiden e primeira autora do estudo.

REBELS-25 foi inicialmente detectada pela mesma equipa em observações anteriores também realizadas com o ALMA, que está localizado no deserto chileno do Atacama. Na altura foi uma descoberta excitante, que mostrava indícios de rotação, no entanto a resolução dos dados não era suficientemente alta para termos a certeza. Para discernir corretamente a estrutura e o movimento da galáxia, a equipa realizou observações de seguimento, também com o ALMA, com uma resolução mais elevada, conseguindo assim confirmar a sua natureza recorde. "O ALMA é o único telescópio existente com a sensibilidade e a resolução necessárias para atingir este objetivo", afirma Renske Smit, investigadora da Universidade John Moores de Liverpool, no Reino Unido, e também coautora do estudo.

Surpreendentemente, os dados também sugerem características mais desenvolvidas, semelhantes às da Via Láctea, como uma barra central alongada e até braços em espiral, embora sejam necessárias mais observações para confirmar este facto. "Encontrar provas adicionais de estruturas mais evoluídas seria uma descoberta fantástica, já que estaríamos de facto na presença da galáxia mais distante com tais estruturas observada até à data", conclui Lucie Rowland.

Observações futuras de REBELS-25, juntamente com mais descobertas de outras galáxias primordiais com rotação, poderão transformar a nossa compreensão da formação das primeiras galáxias e da evolução do Universo como um todo.

Informações adicionais

Este trabalho de investigação foi descrito num artigo científico intitulado “REBELS-25: Discovery of a dynamically cold disc galaxy at z=7.31” publicado na revista da especialidade Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

As observações foram levadas a cabo no âmbito do programa do ALMA REBELS: Reionization Era Bright Emission Lines Survey.

A equipa é composta por: L. E. Rowland (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Países Baixos [Leiden]), J. Hodge (Leiden), R. Bouwens (Leiden), P. M. Piña (Leiden), A. Hygate (Leiden), H. Algera (Centro de Ciências Astrofísicas, Universidade de Hiroshima, Japão [HASC]; Observatório Astronómico Nacional do Japão, Japão), M. Aravena (Núcleo de Astronomía, Facultad de Ingeniería y Ciencias, Universidad Diego Portales, Chile), R. Bowler (Jodrell Bank Centre for Astrophysics, University of Manchester, Reino Unido), E. da Cunha (International Centre for Radio Astronomy Research, University of Western Australia, Austrália; ARC Centre of Excellence for All Sky Astrophysics in 3 Dimensions), P. Dayal (Instituto Astronómico Kapteyn, Universidade de Groningen, Países Baixos), A. Ferrara (Scuola Normale Superiore, Itália [SNS]), T. Herard-Demanche (Leiden), H. Inami (HASC), I. van Leeuwen (Leiden), I. de Looze (Sterrenkundig Observatorium, Universidade de Ghent, Bélgica), P. Oesch (Departamento de Astronomia, Universidade de Geneva, Suíca; Cosmic Dawn Center, Dinamarca), A. Pallottini (SNS), S. Phillips (Astrophysics Research Institute, Liverpool John Moores University, Reino Unido [LJMU]), M. Rybak (Faculdade de Engenharia Electrónica, Universidade de Tecnologia de Delft, Países Baixos; Leiden; Instituto holandês de Investigação Espacial, Países Baixos), S. Schouws (Leiden), R. Smit (LJMU), L. Sommovigo (Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, EUA), M. Stefanon (Departament d’Astronomia i Astrofísica, Universitat de València, Espanha; Grupo de Astrofísica Extragaláctica y Cosmología, Universitat de València, Espanha) e P. van der Werf (Leiden).

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronómica internacional, surge no âmbito de uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em prol dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho de Investigação Nacional do Canadá (NRC) e o Conselho Nacional de Ciência e Tecnologia (NSTC) da Taiwan e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) da Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências do Espaço da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em prol dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Rádio Astronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em prol da América do Norte; e pelo Observatório Astronómico Nacional do Japão (NAOJ), em prol do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

O Observatório Europeu do Sul (ESO) ajuda cientistas de todo o mundo a descobrir os segredos do Universo, o que, consequentemente, beneficia toda a sociedade. No ESO concebemos, construimos e operamos observatórios terrestres de vanguarda — os quais são usados pelos astrónomos para investigar as maiores questões astronómicas da nossa época e levar ao público o fascínio da astronomia — e promovemos colaborações internacionais em astronomia. Estabelecido como uma organização intergovernamental em 1962, o ESO é hoje apoiado por 16 Estados Membros (Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Irlanda, Itália, Países Baixos, Polónia, Portugal, Reino Unido, Chéquia, Suécia e Suíça), para além do Chile, o país de acolhimento, e da Austrália como Parceiro Estratégico. A Sede do ESO e o seu centro de visitantes e planetário, o Supernova do ESO, situam-se perto de Munique, na Alemanha, enquanto o deserto chileno do Atacama, um lugar extraordinário com condições únicas para a observação dos céus, acolhe os nossos telescópios. O ESO mantém em funcionamento três observatórios: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferómetro do Very Large Telescope, assim como telescópios de rastreio, tal como o VISTA. Ainda no Paranal, o ESO acolherá e operará o Cherenkov Telescope Array South, o maior e mais sensível observatório de raios gama do mundo. Juntamente com parceiros internacionais, o ESO opera o APEX e o ALMA no Chajnantor, duas infraestruturas que observam o céu no domínio do milímetro e do submilímetro. No Cerro Armazones, próximo do Paranal, estamos a construir “o maior olho do mundo voltado para o céu” — o Extremely Large Telescope do ESO. Dos nossos gabinetes em Santiago do Chile, apoiamos as nossas operações no país e trabalhamos com parceiros chilenos e com a sociedade chilena.

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Leiden, The Netherlands
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Email: lrowland@strw.leidenuniv.nl

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Leiden Observatory, University of Leiden
Leiden, The Netherlands
Tel: +31 71 527 8450
Email: hodge@strw.leidenuniv.nl

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2415, 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.