Um Novo Olhar na Infância do Universo

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No início de 2009, uma equipe de astronautas visitou o Hubble para reparar os problemas enfrentados pelo equipamento que está a 20 anos no ambiente hostil do espaço aberto, além disso, essa visita serviu para instalar dois novos instrumentos, o Cosmic Origins Spectrograph e a Wide Field Camera 3, melhor conhecida como WFC3.

O Hubble tornou-se famoso por fazer fotos incríveis de imensas nuvens de gás e poeira interestelar. Mas algumas vezes os cientistas querem saber o que acontece por trás, ou dentro dessas nuvens de gás. Isso só é possível com observações no infravermelho que consegue tirar o véu que protege as estrelas revelando todas que estão ali escondidas.

Até então fazer imagens infravermelhas era um desafio para o Hubble. O equipamento chamado de Near Infrared Camera and Multi-object Spectrometer ou NICMOS, permitiu aos astrônomos estudarem objetos em luz infravermelho de maneiras que não eram possíveis da Terra, mas forçaram a equipe de cientista a fazer uma escolha difícil. Pelo fato das imagens serem muito pequenas, somente 65000 pixels no total, similar a uma tela de telefone celular, o NICMOS poderia produzir imagens detalhadas somente se concentrasse seus esforços num campo de visão bem estreito. Se fosse feita uma imagem em um campo de visão um pouco maior ocorreria a perda de qualidade da imagem.

As melhorias implantadas pelos astronautas, significa que o Hubble está agora muito melhor para realizar observações de grandes áreas do céu bem como de objetos mais apagados e mais distantes. Essas melhorias são fundamentais para a ciência da cosmologia, que estuda as origens e o desenvolvimento do universo.

Pelo fato do universo estar em expansão, as ondas de luz provenientes de objetos distantes são estiradas à medida que elas viajam pelo espaço e desse modo as ondas se tornam maiores. Quanto mais distante está um objeto mais da sua luz será estirada durante a jornada e mais avermelhada ela aparecerá. Esse efeito é então chamado de desvio para o vermelho.

Para objetos realmente distantes, a luz ultravioleta e a luz visível é desviada tanto para o vermelho que se torna infravermelha – literalmente abaixo do vermelho – e essa é uma das razões pela qual o imageamento em infravermelho é tão importante para o estudo, por exemplo, de galáxias distantes.

Uma imagem famosa do Hubble é chamada de Campo Ultra Profundo do Hubble, essa imagem foi feita em 2003 e 2004 com a Advanced Camera for Surveys do Hubble. A imagem cobre uma pequena porção do céu, centenas de vezes menor do que a área ocupada pelo Lua cheia. E nesse campo de visão nenhuma estrela é visível a olho nu, mas através de uma imagem feita com uma exposição de um milhão de segundos revela uma enorme quantidade de galáxias muito, mas muito distantes.

Estudando a mesma região com a WFC3 que faz imagens em infravermelho revelam-se galáxias ainda mais distantes, algumas delas tem um desvio para o vermelho tão grande que estão fora do espectro visível.

Nesse campo nós observamos as galáxias como elas eram há bilhões de anos atrás. Quando a luz de algumas dessas galáxias começou sua longa jornada, nosso Sol e a até mesmo a Terra não tinham nem se formado.

Mas o que é realmente animador para os cosmologistas sobre a imagem em infravermelho do Campo Ultra Profundo do Hubble feita com a WFC3 não é apenas o que se está observando em primeiro plano, mas os objetos apagados, pequenos e mais distantes ainda que podem ser vistos no plano de fundo muito além das galáxias já bem distantes identificadas.

Alguns dos flocos de luz nessa imagem nebulosa são apenas anomalias causadas pelos próprios detectores, mas entre eles estão as impressões apagadas de galáxias iniciais. Nessa foto nós estamos olhando para alguns dos objetos mais remotos já observados. Eles são tão distantes e a luz deles tem viajado tanto para chegar até nós que nós estamos vendo essas galáxias como elas eram a 13 bilhões de anos atrás quando o universo tinha somente 5% da sua idade atual.

A descoberta e o estudo dessas galáxias pode nos dizer muito sobre as condições que prevaleciam nos primeiros anos de vida do universo e confirmar ou talvez refutar nossas teorias sobre a formação das primeiras galáxias.

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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