Usando o poder de amplificação das lentes cósmicas gravitacionais, os astrônomos descobriram uma galáxia distante onde as estrelas nasceram de forma inesperada no início da história cósmica. Esse resultado traz uma nova luz sobre a formação das primeiras galáxias, bem como sobre o início da evolução do universo.
John Richard, principal autor do novo estudo, disse: “Nós descobrimos uma distante galáxia que começou a formar estrelas apenas 200 milhões de anos depois do Big Bang. Isso desafia as teorias de como as primeiras galáxias se formaram e como se desenvolveram no primeiros anos do universo. Essa descoberta poderia até mesmo ajudar a resolver o mistério de como a névoa de hidrogênio que preenchia o universo primordial, se dissipou”.
A equipe de Richard registrou a galáxia em observações recentes feitas com o Telescópio Espacial Hubble das agências NASA e ESA, e verificou os registros com o Telescópio Espacial Spitzer da NASA medindo a distância com o Observatório W.M. Keck no Havaí.
A distante galáxia é visível através de um aglomerado de galáxias chamado de Abell 383, que entorta gravitacionalmente de forma poderosa os raios de luz como se fosse uma lente de aumento. O alinhamento da galáxia, do aglomerado e da Terra amplifica a luz que chega até nós dessa distante galáxia, permitindo que os astrônomos façam observações detalhadas. Sem esse efeito de lente gravitacional, a galáxia seria muito apagada para ser observada mesmo com os potentes telescópios existentes atualmente.
Após registrar a galáxia em imagens do Hubble e do Spitzer, a equipe realizou observações espectroscópicas com o telescópio Keck II no Havaí. A espectroscopia é a técnica de quebrar a luz em seus componentes de cores. Analisando esse espectro, a equipe foi capaz de fazer medições detalhadas do desvio para o vermelho e assim inferir informações sobre as propriedades das estrelas que a compõem.
O desvio para o vermelho da galáxia é de 6.027, o que significa que nós estamos a vendo como ela era quando o universo tinha por volta de 950 milhões de anos. Isso não faz dela a galáxia mais distante já detectada – algumas têm um desvio para o vermelho já confirmado por volta de 8 e um tem o seu desvio para o vermelho em 10, fazendo com que ela tenha 400 milhões de anos a menos que a galáxia aqui estudada. Contudo a galáxia recentemente descoberta tem feições bem diferentes de outras galáxias distantes que têm sido observadas, que geralmente brilham somente com estrelas jovens.
“Quando observamos o espectro dessa galáxia, duas coisas ficaram claras”, explica o co-autor do estudo Eiichi Egami. “O desvio para o vermelho a colocou bem no início da história cósmica, como era de se esperar. Mas a detecção em infravermelho do Spitzer também indicou que a galáxia era feita de estrelas surpreendentemente antigas e com um brilho apagado. Isso nos disse que a galáxia era constituída de estrelas já próximas dos 750 milhões de anos de vida – empurrando para trás a época de sua formação para aproximadamente 200 milhões de anos depois do Big Bang, muito além do esperado”.
O co-autor Dan Stark, continua: “Graças a amplificação da luz da galáxia pelo efeito de lente gravitacional, nós pudemos obter dados de alta qualidade. Nosso trabalho confirmar algumas observações anteriores que tinham detectado a presença de velhas estrelas em galáxias primordiais do universo. Isso sugere que as primeiras galáxias existiram por muito mais tempo do que se pensava antes”.
A descoberta tem implicações que vão além da questão de quando as galáxias primeiro se formaram, e pode ajudar a explicar como o universo se tornou transparente à luz ultravioleta nos primeiros bilhões de anos depois do Big Bang. Nesses anos iniciais de vida do universo, uma névoa difusa de gás hidrogênio neutro bloqueava a luz ultravioleta do universo. Alguma fonte de radiação precisava existir para progressivamente ionizar o gás difuso, dissipando a névoa fazendo com que o universo ficasse transparente aos raios ultravioletas como hoje – um processo chamado de reionização.
Os astrônomos acreditam que a radiação que energizou essa reionização deve ter vindo das galáxias. Mas até agora não foi possível comprovar essa radiação. Essa descoberta pode então ajudar a resolver esse enigma.
“Parece provável que que existe de fato mais galáxias no universo primordial do que era estimado anteriormente – muitas dessas galáxias são mais velhas e mais apagadas, do que a que acabamos de descobrir”, disse o co-autor Jean-Paul Kneib. “Se isso não for uma coisa do destino, galáxias mais velhas certamente estão lá, e elas poderiam fornecer a radiação perdida que fez o universo ficar transparente para a radiação ultravioleta da luz”.
Como foi feito com essa descoberta, só se pode descobrir esse tipo de galáxia observando através de massivos aglomerados de galáxias que agem como um telescópio ampliando a imagem do alvo desejado. Em alguns anos, o Telescópio Espacial James Webb das agências NASA/ESA/CSA, programado para ser lançado nessa década irá se especializar em observações de alta resolução de objetos distantes com um alto desvio para o vermelho. Assim estaremos em uma ótima posição para resolver esse mistério de uma vez por todas.
Fonte:
http://www.spacetelescope.org/news/heic1106/
