Astrônomos descobrem mais de 200 jovens aglomerados galácticos no Cosmos distante

Mapa global do céu pelo Planck a comprimentos de onda submilimétricos (545 GHz). A banda que percorre o centro corresponde a poeira da Via Láctea. Os pontos negros indicam a posição dos candidatos a proto-enxame identificados pelo Planck e subsequentemente observados pelo Herschel. As imagens à volta do mapa global mostram alguma das observações feitas pelo instrumento SPIRE do Herschel; o contornos representam a densidade das galáxias.  Crédito: ESA e Colaboração Planck/H. Dole, D. Guéry & G. Hurier, IAS/Universidade de Paris-Sul/CNRS/CNES

Combinando observações do Universo distante feitas com os observatórios espaciais da ESA Herschel e Planck, os cosmólogos descobriram o que poderão ser os percursores de vastos enxames de galáxias que vemos hoje em dia. Galáxias como a nossa Via Láctea, que têm centenas de milhares de milhões de estrelas, não se encontram normalmente isoladas. No Universo de hoje, 13,8 mil milhões de anos após o Big Bang, muitas estão em densos enxames de dezenas, centenas ou até milhares de galáxias. No entanto, estes aglomerados não existiram desde sempre, e uma questão essencial da cosmologia moderna é como é que estas estruturas massivas se juntaram no Universo primitivo.

Identificar quando e como se formaram deve fornecer pistas sobre o processo de evolução dos enxames de galáxias, incluindo o papel desempenhado pela matéria negra na formação destas gigantes cósmicos. Agora, combinando a força do Herschel e do Planck, os astrónomos descobriram objetos no Universo distante, vistos numa altura em que só tinha três mil milhões de anos, que podem ser os percursores dos aglomerados que estão hoje à nossa volta. O objetivo principal do Planck era fornecer um mapa mais preciso dos resquícios da radiação do Big Bang, a radiação cósmica de fundo. Para o fazer, percorreu todo o céu em nove diferentes comprimentos de onda, do infravermelho distante ao rádio, de forma a eliminar a emissão em primeiro plano, da nossa Galáxia e de outras no Universo.

Mas estas fontes em primeiro plano podem ser importantes noutros campos da astronomia e foi nos dados recolhidos nos comprimentos de onda curtos do Planck que os cientistas conseguiram identificar 234 fontes brilhantes com características que indiciam que estavam localizadas no Universo primitivo distante. O Herschel observou então estes objetos, em comprimentos de onda que vão do infravermelho distante até ao submilímetro, mas com uma sensibilidade muito maior. O Herschel revelou que a grande maioria das fontes detetadas pelo Planck são consistentes com densas concentrações de galáxias no Universo primitivo, formando vigorosamente novas estrelas.

Cada uma destas jovens galáxias é vista a converter gás e poeira em estrelas, a um ritmo de algumas centenas a 1500 vezes a massa do Sol por ano. Por comparação, hoje em dia, a nossa própria Via Láctea está a produzir estrelas a um ritmo de apenas uma massa solar por ano. Enquanto os astrónomos não chegaram ainda a uma conclusão relativamente à idade e luminosidade de muitas destas concentrações de galáxias recém-descobertas, são as melhores candidatas alguma vez encontradas de "proto-enxames"- percursores dos aglomerados grandes e maduros que vemos no Universo de hoje em dia.

"Foram encontradas pistas sobre este tipo de objetos em dados anteriores do Herschel e de outros telescópios, mas a capacidade de ver o céu inteiro do Planck revelou-nos muitos outros candidatos," diz Hervé Dole do Institut d’Astrophysique Spatiale, Orsay, principal autor do estudo publicado na revista Astronomy & Astrophysics. "Ainda temos muito para aprender sobre esta nova população, o que exige mais estudos de acompanhamento com outros observatórios. Mas acreditamos que são uma peça que faltava na formação da estrutura cosmológica. Estamos agora a preparar um catálogo extenso de possíveis proto-enxames, detetados pelo Planck, o que deve ajudar-nos a identificar ainda mais objetos como estes," acrescenta Ludovic Montier do Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, que é o cientista principal do catálogo do Planck, de candidatos a fontes de desvio para o vermelho, que está prestes a ser distribuído à comunidade.

"Chegar a este importante resultado foi possível graças à sinergia entre o Herschel e o Planck: os objetos raros foram identificados graças aos dados de céu completo do Planck e depois com o Herschel conseguimos escrutiná-los em detalhe," diz o cientista de projeto da ESA para o Herschel, Göran Pilbratt. "Os dois observatórios espaciais terminaram as suas observações científicas em 2013, mas a sua imensidão de dados continuará ainda a ser explorada por muitos anos."

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