Alma identificou antepassados Escuros de Galáxias Elípticas Gigantes
O ALMA identificou 39 galáxias ténues não identificadas na visão mais profunda do Universo do Telescópio Espacial Hubble, a 10 mil milhões de anos-luz de distância. Este exemplo mostra uma comparação das observações do Hubble e do ALMA. As imagens numeradas de 1 a 4 são as posições das galáxias ténues não observadas na imagem do Hubble.Crédito: Universidade de Tóquio/CEA/NAOJ
Os astrónomos usaram o ALMA
(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para identificar 39 galáxias
ténues que não foram observadas na visão mais profunda do Universo do
Telescópio Espacial Hubble, a 10 mil milhões de anos-luz de distância. São dez
vezes mais numerosas do que galáxias igualmente massivas, mas visualmente
brilhantes, detetadas com o Hubble.
A equipe de investigação
assume que estas galáxias fracas antecedem as galáxias elípticas massivas no
Universo atual. No entanto, nenhuma teoria significativa para a evolução do
Universo previu uma população tão abundante de galáxias massivas escuras e
formadoras de estrelas. Os novos resultados do ALMA colocam em questão a nossa
compreensão do Universo primitivo. Os resultados foram publicados na última
edição da revista Nature.
"Estudos anteriores
descobriram galáxias com formação estelar extrema no Universo primitivo, mas a
população é bastante limitada," disse Tao Wang, autor principal da
investigação da Universidade de Tóquio, da Comissão Francesa de Energias
Alternativas e Energia Atómica (CEA) e do NAOJ (National Astronomical
Observatory of Japan) do Japão.
"A formação estelar nas
galáxias ténues que identificámos é menos intensa do que em galáxias
extremamente ativas, mas estas são 100 vezes mais abundantes. É importante
estudar um componente tão importante da história do Universo para compreender a
formação das galáxias."
Wang e a sua equipa
observaram três "janelas" ALMA do Universo profundo, abertas pelo
Telescópio Espacial Hubble: os campos CANDELS. A equipa descobriu 63 objetos
extremamente vermelhos nas imagens infravermelhas obtidas pelo Telescópio
Espacial Spitzer da NASA: são demasiado vermelhas para serem detetadas com o
Hubble. No entanto, a resolução espacial limitada do Spitzer impediu que os
astrónomos identificassem a sua natureza.
O ALMA detetou emissão de
ondas submilimétricas de 39 dos 63 objetos extremamente vermelhos. Graças à sua
alta resolução e sensibilidade, o ALMA confirmou que são galáxias massivas com
formação estelar e que estão a produzir estrelas 100 vezes de modo mais
eficiente do que a Via Láctea. Estas galáxias são representativas da maioria
das galáxias massivas do Universo de há 10 mil milhões de anos, a maioria das
quais até agora não tinham sido discernidas por estudos anteriores.
"Ao manter este ritmo de
formação estelar, as galáxias detetadas pelo ALMA provavelmente
transformar-se-iam na primeira população de galáxias elípticas massivas
formadas no início do Universo," disse David Elbaz, astrónomo da CEA e coautor
do artigo. "Mas há um problema. São inesperadamente abundantes." Os
cientistas estimaram a sua densidade numérica como equivalente a 530 objetos
por cada grau quadrado do céu.
Esta densidade numérica
excede em muito as previsões dos modelos teóricos atuais e das simulações de
computador. Além disso, de acordo com o modelo amplamente aceite do Universo
com um tipo particular de matéria escura, é um desafio construir um grande
número de objetos massivos numa fase tão inicial do Universo. Como um todo, os
resultados atuais do ALMA desafiam a nossa atual compreensão da evolução do
Universo.
"Tal como a galáxia M87,
da qual os astrónomos recentemente obtiveram a primeira imagem de um buraco
negro, as galáxias elípticas massivas estão localizadas no coração de
aglomerados de galáxias. Os cientistas pensam que estas galáxias formaram a
maioria das suas estrelas no início do Universo," explica Kotaro Kohno,
professor da Universidade de Tóquio e membro da equipa de investigação.
"No entanto, pesquisas anteriores pelas
progenitoras destas galáxias massivas não tiveram sucesso porque foram baseadas
apenas em galáxias que são facilmente detetáveis com o Hubble. A descoberta
deste grande número de galáxias ténues e massivas, invisíveis ao Hubble,
fornece evidências diretas da montagem precoce de galáxias massivas durante os
primeiros mil milhões de anos do Universo." Observações de acompanhamento
mais detalhadas, com o ALMA e com o futuro
Telescópio Espacial James
Webb da NASA, serão essenciais para fornecer informações adicionais sobre a
natureza destas galáxias. Os novos estudos poderão construir um quadro completo
da formação galáctica no Universo inicial."
Fonte: Astronomia OnLine
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