ALMA Identifica As Ancestrais Escuras Das Massivas Galáxias Elípticas

Astrônomos usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, ou ALMA identificaram 39 galáxias apagadas que não foram vistas até hoje nem pela imagem mais profundo feita do universo pelo Telescópio Espacial Hubble. Essas galáxias estão localizadas a cerca de 10 bilhões de anos-luz de distância, ou seja, lá no que chamamos de universo primordial. Elas são dez vezes mais numerosas do que galáxias massivas parecidas, porém opticamente brilhantes e que foram detectadas pelo Hubble. A equipe de pesquisa assumiu que essas galáxias apagadas precedem as massivas galáxias elípticas do universo atual. Contudo, nenhuma teoria significante sobre a evolução do universo tem previsto essa abundância de galáxias massivas, escuras e formando estrelas. Os novos resultados do ALMA colocam em questão o nosso entendimento sobre o universo primordial. Esses resultados foram publicados na edição mais recente da revista Nature.

“Estudos anteriores descobriram galáxias de formação de estrelas extremamente ativas no universo primordial, mas a sua população é bem limitada”, disse Tao Wang, principal autor do artigo, na University of Tokyo, do French Alternative Energies and Atomic Energy Commission, o CEA e do National Astronomical Observatory of Japan, o NAOJ. “A formação de estrelas nas galáxias escuras que nós identificamos é menos intensa, mas elas são 100 vezes mais abundantes do que as galáxias com formação de estrelas extremas. É importante estudar esses grandes componentes da história do universo para que possamos compreender a formação de galáxias”.

Wang e a sua equipe apontou as antenas do ALMA em 3 janelas abertas para o universo profundo que foram abertas pelo Telescópio Espacial Hubble, os chamados campos CANDELS. A equipe descobriu 63 objetos extremamente vermelhos nas imagens infravermelhas feitas pelo Telescópio Espacial Spitzer da NASA: esses objetos são muito vermelhos para serem detectados pelo Hubble, e embora tenham sido identificados pelo Spitzer, a resolução espacial limitada dele não permitiu que os astrônomos pudessem identificar suas naturezas.

O ALMA detectou a emissão de onda submilimétrica de 39 dos 63 objetos extremamente vermelhos. Graças a sua alta resolução e sensibilidade, o ALMA confirmou que os objetos são na verdade galáxias massivas onde estrelas estão se formando, e que estão produzindo estrelas numa taxa 100 vezes mais eficiente que a Via Láctea. Essas galáxias são representantes da maioria das galáxias massivas no universo a 10 bilhões de anos atrás, sendo que a maior parte delas não tinham sido identificadas em estudos anteriores.

“Mantendo essa taxa de formação de estrelas, essas galáxias detectadas pelo ALMA muito provavelmente se transformarão na primeira população de galáxias elípticas massivas formadas no universo primordial”, disse David Elbaz, astrônomo do CEA e co-autor do artigo. “Mas temos um problema. Elas são inesperadamente abundantes”. Os pesquisadores estimaram a densidade desses objetos equivalente a 530 objetos em um grau quadrado do céu. Esse valor excede e muito as previsões feitas com os modelos teóricos atuais e as simulações computacionais. Também, de acordo com o modelo mais aceito sobre o universo, com um tipo particular de matéria escura, é desafiador gerar um grande número de objetos massivos nessa fase inicial do universo. De forma integrada, os resultados do ALMA desafiam o nosso entendimento atual sobre a evolução do universo.

“Como a galáxia M87, onde os astrônomos obtiveram recentemente a primeira imagem do buraco negro, as galáxias massivas elípticas estão localizadas no coração dos aglomerados de galáxias. Os cientistas acreditam que essas galáxias se formaram com as estrelas primordiais do universo”, explica Kotaro Kohno, professor da University of Tokyo e membro da equipe de pesquisa. “Contudo, pesquisas anteriores para as progenitoras dessas galáxias massivas não obtiveram sucesso pois elas eram baseadas somnete naquelas galáxias facilmente detectadas pelo Hubble. A descoberta desse grande número de galáxias massivas, que o Hubble não pôde detectar fornecem a evidência direta para o agrupamento inicial de galáxias massivas que aconteceu durante os primeiros bilhões de anos do universo”. Observações mais detalhadas que serão realizadas com o ALMA e com o Telescópio Espacial James Webb da NASA, serão essenciais  para fornecer ideias sobre a natureza dessas galáxias. Os novos estudos poderão permitir uma completa visão da formação de galáxias no universo primordial”.

Fonte:

https://www.almaobservatory.org/en/press-release/alma-identified-dark-ancestors-of-massive-elliptical-galaxies/

Sérgio Sacani

Sérgio Sacani

Formado em geofísica pelo IAG da USP, mestre em engenharia do petróleo pela UNICAMP e doutor em geociências pela UNICAMP. Sérgio está à frente do Space Today, o maior canal de notícias sobre astronomia do Brasil.

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