Os astrônomos irão olhar fundo no universo nas cinco direções para documentar a história inicial da formação das estrelas e da evolução das galáxias em um projeto ambicioso que irá utilizar uma quantidade de horas sem precedência na história do Telescópio Espacial Hubble.
Pelo imageamento de mais de 250000 galáxias distantes, o projeto irá fornecer a primeira visão compreensiva da estrutura e da agregação das galáxias no primeiro terço de tempo cósmico. Esse projeto também irá render dados cruciais que serão usados para entender os estágios iniciais de formação de buracos negros supermassivos e encontrar supernovas distantes o que é importante para entender a energia escura e a aceleração de expansão do universo.
A líder do projeto, Sandra Faber, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, disse que os esforços recaem sobre a nova câmera de infravermelho poderosa do Hubble, a famosa Wide Field Camera 3 (WFC3) bem como na Advanced Camera for Surveys (ACS). A proposta do projeto que junta uma grande equipe de colaboradores internacionais, irá utilizar 902 órbitas de observação. O tempo total de observação será de três meses e meio e irá se estender pelos próximos 2 ou 3 anos.
“Esse é um esforço para fazer o melhor uso do Hubble enquanto ele estiver no pico de sua capacidade, fornecendo o maior legado de dados de todos os tempos”, disse Faber.
O comitê que revisa as propostas de projetos envidadas para o Hubble Multi-Cycle Trasury Program, pediu para Faber combinar sua proposta inicial com uma proposta similar liderada por Henry Fergunson, um astrônomo do Space Telescope Science Institute (STScI), que opera o telescópio Hubble. Faber e Fergunson irão trabalhar juntos para administrar o projeto, que envolve mais de 100 investigadores de dezenas de instituições ao redor do mundo.
Um poderoso telescópio como o Hubble, permite aos astrônomos buscar de volta no tempo pelos feixes de luz que viajaram por bilhões de anos através do universo. A nova pesquisa está desenhada para observar galáxias a uma distância que correspondem a olhar a aproximadamente 13 bilhões de anos atrás, ou seja, aproximadamente 600000 anos após o Big Bang. Os astrônomos expressam essas distâncias em termos de desvio para o vermelho (z), uma medida de como a expansão do universo desvia sua luz de um objeto para os comprimentos de onda maiores. O desvio para o vermelho aumenta com a distância e esse estudo irá buscar por objetos com uma distância equivalente a um z=1.5 até um z = 8.
“Nós queremos olhar bem fundo, muito longe no tempo, e ver o que as galáxias e os buracos negros estavam fazendo nessa época”, disse Faber. “É importante observar em diferentes regiões, pois o universo é muito maciço e desse modo para se ter uma quantidade de amostras suficientes para se ter uma conclusão satisfatória é necessário correlacionar e observar quantos objetos de um tipo versus outro tipo existia em uma determinada época do universo”
Um dos colegas de Faber na UCSC, Garth Illingworth, recentemente demonstrou o poder da nova câmera do Hubble quando sua equipe descreveu as galáxias mais distantes já detectadas. Essa equipe focou em uma pequena parte do céu conhecida como Hubble Ultra Deep Field. A equipe de Faber irá olhar fundo e vastamente para coletar observações de um grande número de objetos distantes em diferentes regiões do céu.
Os novos dados irão ser usados para responder muitas das principais questões sobre a evolução das galáxias e da cosmologia. Estudando como a massa da galáxia, a morfologia, e a taxa de formação de estrelas se alteram com o tempo, os pesquisadores podem testar teorias de formação e evolução de galáxias.
“As galáxias mais precoces que observamos são verdadeiramente galáxias na sua infância. Nós queremos saber quando as galáxias massivas apareceram, e quando elas começaram a se parecer com bonitas galáxias espirais que podemos observar hoje em dia”, diz Faber. “Esse estudo irá permitir que nós possamos delimitar todo o processo de maturação de das galáxias pela primeira vez”.
De todas as estrelas que se tem formado no universo, somente 1% foram formadas na época que é alvo dessa pesquisa. “Quando nós combinamos nossos dados com pesquisas do Hubble mais próximas, pode-se dizer que o telescópio cobre 99% de todas as estrelas em formação no universo”, diz Faber. “Tudo sobre os primeiros momentos da evolução de uma galáxia será revelado”.
O estudo objetiva investigar alguns pedaços do céu onde observações profundas com outros instrumentos fornecem dados em múltiplos comprimentos de onda, incluindo, raios-X do Chandra. Emissões de raios-X revelam a presença de um buraco negro supermassivo no centro de uma galáxia fornecendo energia para um núcleo ativo de galáxia. Entender o papel dos buracos negros na evolução das galáxias é um importante aspecto do projeto.
“Nós não sabemos se o buraco negro é uma feição central da galáxia no seu início, ou uma figura tardia. Esperamos com esse projeto observar os primeiros estágios de crescimento de um buraco negro”, diz ela.
Outro importante componente desse projeto é a pesquisa por exemplos distantes de um tipo particular de estrela que se explode, conhecido como supernova do Tipo Ia. Os astrônomos têm utilizado o brilho uniforme dessas supernovas para medir distâncias cósmicas, levando a conclusão que uma misteriosa força chamada energia escura está acelerando a expansão do universo. Observações das supernovas do Tipo Ia irão permitir aos pesquisadores verificar que o brilho desse objeto é realmente uniforme e para medir precisamente como a taxa de expansão do universo varia com o tempo.
Os astrônomos esperam os primeiros dados de suas observações para o final de 2010. Os dados desse projeto estarão disponíveis para toda a comunidade astronômica com um período de exclusividade para que a equipe de Faber possa conduzir suas análises. O resultado comum irá dar início a uma corrida entre as equipes de cientistas, lutando pela publicação dos primeiros resultados. Mas Faber diz que o projeto irá fornecer dados tão ricos que os astrônomos se manterão ocupados por muitos anos.
“Nós estamos muito entusiasmados, não somente pelas 900 órbitas, mas também sobre o essa nova câmera pode fazer. Será maravilho o se verá. Esse projeto é o maior evento na minha carreira, o ápice depois de três décadas de trabalho usando grandes telescópios para estudar a evolução das galáxias”, completa Faber.
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