Telescópios desvendam antiga construção de galáxia gigante

Esta ilustração revela o fogo-de-artifício cósmico no interior de uma galáxia em desenvolvimento e no Universo jovem, a partir do ponto de vista de um sistema planetário hipotético. O céu está repleto de nebulosas brilhantes, enxames estelares e estrelas que explodem como supernovas. O núcleo em rápida formação eventualmente tornar-se-á no coração de uma galáxia gigante, parecida com as galáxias elípticas que vemos hoje em dia. Crédito: NASA, ESA, Z. Levay e G. Bacon (STScI)

Os astrónomos têm, pela primeira vez, um vislumbre dos primeiros estágios de construção massiva de galáxias. O local das "obras", com a alcunha de "Sparky", é um núcleo galáctico denso que brilha com a luz de milhões de estrelas recém-nascidas e formando-se a um ritmo feroz. A descoberta foi possível através de observações combinadas dos telescópios espaciais Hubble e Spitzer da NASA, do Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Hawaii, e pelo observatório espacial Hershel da ESA. Uma galáxia elíptica totalmente desenvolvida é um aglomerado de estrelas velhas e com deficiências de gás, cuja teoria diz que se desenvolve de dentro para fora e com um núcleo compacto que assinala o seu início.

Devido à distância do núcleo galáctico observado, a luz que a Terra recebe agora foi na realidade criada há 11 mil milhões de anos, apenas 3 mil milhões de anos após o Big Bang.Apesar de ter apenas uma fracção do tamanho da Via Láctea, o pequeno mas potente núcleo galáctico já contém cerca de duas vezes o número de estrelas da nossa Galáxia, todas amontoadas numa região com apenas 6000 anos-luz de diâmetro. A Via Láctea, por sua vez, mede cerca de 100.000 anos-luz em diâmetro. Nós realmente não tínhamos visto um processo de formação que pudesse criar 'coisas' assim tão densas," explica Erica Nelson da Universidade de Yale em New Haven, no estado americano de Connecticut, autora principal do estudo.

"Nós suspeitamos que este processo de formação do núcleo é um fenómeno exclusivo do início do Universo porque, como um todo, era mais compacto nessa altura. Hoje, o Universo é tão difuso que já não consegue criar objectos deste género. Além de determinar o tamanho da galáxia a partir de imagens do Hubble, a equipa procurou imagens de arquivo obtidas no infravermelho distante pelo Spitzer e pelo Herschel. Isso permitiu-lhes determinar a velocidade de formação estelar no núcleo galáctico. Sparky produz aproximadamente 300 estrelas por ano, em comparação com as 10 estrelas por ano que a Via Láctea fabrica.

Esta imagem mostra observações de um núcleo galáctico recentemente descoberto, com o nome de catálogo GOODS-N-774, obtidas pelos instrumentos WFC3 e ACS do Telescópio Hubble. O núcleo está no centro da ampliação, para onde a seta aponta. Esta é a primeira vez que uma galáxia é avistada neste estágio de formação - um estágio inicial onde o denso núcleo galáctico está ainda a fabricar estrelas furiosamente. GOODS-N-774 é vista como era há onze mil milhões de anos atrás, apenas três mil milhões de anos após o Big Bang. Depois deste estágio, pensa-se que galáxias como esta cresçam de dentro para fora, expandindo-se através de fusões com outras galáxias mais pequenas e parecidas, para se tornarem as galáxias elípticas gigantes que vemos no Universo próximo.  Crédito: NASA, ESA e E. Nelson (Universidade de Yale)

"São ambientes muito extremos," afirma Nelson. "É como um caldeirão medieval de formação estelar. Tem muita turbulência e borbulha. Se nos encontrássemos nessa galáxia, o céu nocturno seria brilhante devido ao grande número de estrelas jovens e existiria muita poeira, gás e remanescentes de estrelas que explodiram. É fascinante observar isto a acontecer. Os astrónomos teorizam que este nascimento estelar frenético foi despoletado por uma corrente de gás que se dirigiu para o núcleo da galáxia enquanto se formava dentro de um poço gravitacional de matéria escura, material cósmico invisível que actua como um "andaime do Universo" para a construção de galáxias.

As observações indicam que a galáxia fabrica estrelas a um ritmo furioso há já mais de mil milhões de anos. É provável que este frenesim eventualmente chegue ao fim e que ao longo dos próximos 10 mil milhões de anos outras galáxias se juntem a Sparky, fazendo com que cresça ainda mais e se torne numa galáxia elíptica gigante mas calma.

"Eu acho que a nossa descoberta resolve a questão de saber se este processo de construção galáctica aconteceu realmente ou não," comenta Pieter van Dokkum, membro da equipa e também da Universidade de Yale. "A questão agora é, com que frequência é que isto ocorria? Nós suspeitamos que existam outras galáxias como esta, que são ainda mais ténues em comprimentos de onda infravermelhos. Pensamos também que são mais brilhantes em comprimentos de onda mais longos, por isso serão os telescópios infravermelhos do futuro, como o Telescópio Espacial James Webb da NASA, a encontrar mais destes objectos." O artigo científico foi publicado na edição de 27 de Agosto da revista Nature.

Fonte: Astronomia Onlie - Portugal