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Hubble investiga o Cosmos nas fronteiras do Big Bang

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Esta imagem capturada pelo Observatório Espacial Hubble mostra o aglomerado de galáxias MACS J0416.1–2403. Este é um dos seis aglomerados sob estudo pelo programa Frontier Fields do Hubble, que produziu as imagens mais profundas de lentes gravitacionais. Devido à grande massa do aglomerado, este objeto está curvando a luz de objetos no pano de fundo, agindo como uma lente gravitacional. Os astrônomos usaram este e outros dois aglomerados para descobrir galáxias que existiram entre 600 e 900 milhões de anos após o Big Bang. Créditos: NASA, ESA e equipe do Frontier Fields do Hubble (STScI)

Observações realizadas através Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA tiraram proveito do efeito proporcionado pelas lentes gravitacionais para revelar a maior amostra de galáxias mais tênues e primordiais do Universo. Algumas destas galáxias surgiram a apenas 600 milhões de anos após o Big Bang e são mais tênues do que qualquer outra galáxia já descoberta pelo Hubble. O time de cientistas determinou, pela primeira vez e com confiança, que estas galáxias pequenas foram vitais para a formação do Universo que vivemos atualmente.

Uma equipe internacional de astrônomos, liderada por Hakim Atek, membro da Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suíça, descobriu mais de 250 pequenas galáxias que existiram há ‘apenas’ 600 a 900 milhões de anos depois do Big Bang, uma das maiores amostras de galáxias anãs já descobertas nesta era cósmica primordial. A luz destas galáxias demorou mais de 12 bilhões de anos até chegar ao telescópio Hubble, permitindo com que os astrônomos olhassem para trás no tempo, quando o Universo ainda era muito jovem.

Embora impressionante, o número de galáxias descobertas nesta época tão antiga não é o único avanço notável da equipe, como Johan Richard, membro do Observatório de Lion, França, destacou:

As galáxias mais tênues detectadas nestas observações do Hubble são mais fracas do que qualquer outra já descoberta nas mais profundas observações do Hubble.

Ao olhar a luz fornecida dessas galáxias, a equipe descobriu que a luz acumulada emitida por estes objetos pode ter desempenhado um papel importante em um dos mais misteriosos períodos do início da história do Universo: a ‘era da reionização’. A reionização teve início quando o espesso nevoeiro de hidrogênio gasoso que camuflava o opaco Universo primordial jovem começou a clarear. A luz ultravioleta era agora capaz de viajar distâncias maiores sem ser bloqueada e o Universo tornou-se transparente a difusão da radiação ultravioleta.

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Esta imagem obtida pelo Hubble mostra o aglomerado de galáxias MACS J0717.5+3745. Este é um dos seis sendo estudados pelo programa Frontier Fields do Hubble, que produziu as imagens mais profundas de lentes gravitacionais. Devido à grande massa do aglomerado, está curvando a luz de objetos no pano de fundo, agindo como uma lente gravitacional. É um dos aglomerados de galáxias mais massivos que se conhece e o que tem a maior lente gravitacional. De todos os aglomerados de galáxias conhecidos e medidos, MACSJ0717 é o que amplia a maior área nos céus. Créditos: NASA, ESA e equipa do Frontier Fields do Hubble (STScI)

Ao observar a radiação ultravioleta das galáxias investigadas nesse estudo, os astrônomos foram capazes de calcular se algumas estiveram, de fato, envolvidas no processo. A equipe determinou, pela primeira e com algum grau de certeza, que as galáxias menores e abundantes no estudo podem ter desempenhado um papel principal em manter o Universo transparente. Ao fazê-lo, determinaram que a época da reionização, que se encerra no momento em que o Universo se torna totalmente transparente, em aproximadamente 700 milhões de anos após o Big Bang.

Hakim Atek, o autor principal do novo estudo publicado no Astrophysical Journal, explicou:

Se levarmos em conta apenas as contribuições das galáxias gigantes e brilhantes, descobrimos que estas foram insuficientes para reionizar o Universo. Precisamos também adicionar a contribuição da população mais abundante constituída das tênues galáxias anãs.

Para realizar estes achados, a equipe utilizou as imagens mais profundas de lentes gravitacionais, obtidas até agora, em três aglomerados de galáxias, como parte do programa Frontier Fields do Hubble. Estes aglomerados geram imensos campos gravitacionais capazes de ampliar a luz das galáxias mais tênues situadas muito atrás dos próprios aglomerados. Isto torna possível a pesquisa e a análise da primeira geração de galáxias no Universo.

Jean-Paul Kneib, coautor do estudo, membro da Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne, Suíça, comentou:

Os aglomerados do programa Frontier Fields atuam como poderosos telescópios naturais e revelam dados destas galáxias tênues e pequenas que, caso contrário, seriam invisíveis para nós.

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Abell 2744, também conhecido como Aglomerado de Pandora, foi um dos seis alvos do programa Frontier Fields, que produziu as imagens mais profundas de lentes gravitacionais. Pensa-se que o aglomerado teve uma história muito violenta, formado a partir de uma colisão em cadeia de vários aglomerados de galáxias. Créditos: NASA, ESA e equipa do Frontier Fields do Hubble (STScI)

Mathilde Jauzac, coautora do estudo, membro da Universidade de Durham, Reino Unido, e da Universidade de KwaZulu-Natal, África do Sul, realçou a importância da descoberta e o papel do Hubble:

O Hubble permanece sem rivais na sua capacidade de observar as galáxias mais distantes. A enorme profundidade dos dados do Frontier Fields garante um entendimento bem preciso do efeito de ampliação do aglomerado, permitindo que nós façamos descobertas notáveis como essas.

Estes resultados evidenciam as possibilidades impressionantes do programa Frontier Fields para examinar mais galáxias, até eventualmente em uma era cósmica ainda mais antiga, que provavelmente serão reveladas quando o Hubble examinar três outros destes aglomerados de galáxias em breve.

Fontes

NASA: Hubble Spies Big Bang Frontiers

Hubble Space Telescope: heic1523 — Hubble spies Big Bang frontiers

._._.

1 menção

  1. Colaboração “Frontier Fiels” revela dados das galáxias primordiais usando lentes gravitacionais » O Universo - Eternos Aprendizes

    […] Em paralelo, o Hubble verifica os aglomerados de galáxias do programa no espectro da luz visível e no infravermelho próximo, cuja radiação foi aquela desviada do ultravioleta originalmente emanado pelas distantes galáxias, durante a sua viagem para a Terra. O Chandra, por sua vez, observa os aglomerados de galáxias no primeiro plano, examinando os raios-X altamente energéticos emitidos por buracos negros e gás quente ambiente. Juntamente com o Spitzer, os telescópios espaciais determinam as massas dos aglomerados, incluindo o seu conteúdo invisível, mas substancial, de matéria escura. A estimativa precisa da massa total dos aglomerados é um passo fundamental na quantificação da ampliação e distorção que produzem sobre as galáxias de fundo que nos interessam. Os resultados recentes em múltiplos comprimentos de onda, concernentes aos aglomerados MACS J0416 e MACS J0717, foram publicados em outubro de 2015 e fevereiro de 2016. Estes resultados também aproveitaram as observações nas frequências de rádio, obtidas com o VLA (Karl G. Jansky Very Large Array), que inspecionou as regiões de formação estelar que ficam escondidas atrás do gás e da poeira. […]

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