Um oceano de galáxias aguarda: olhando para trás no tempo para revelar uma era oculta de formação estelar

Um novo projeto da Caltech, chamado COMAP, nos oferecerá um novo vislumbre da época inicial da montagem de galáxias.

A nova pesquisa de rádio COMAP examinará sob a “ponta do iceberg” das galáxias para revelar uma era oculta de formação de estrelas.

Por volta de 400 milhões de anos após o nascimento do nosso universo, as primeiras estrelas começaram a se formar. Isso marcou o fim da chamada era das trevas do universo, e uma nova era cheia de luz começou. Com o tempo, mais e mais galáxias começaram a tomar forma e serviram como fábricas para produzir novas estrelas. Este processo atingiu um pico aproximadamente 4 bilhões de anos após o Big Bang .

Felizmente para os astrônomos, essa era passada ainda pode ser observada. A luz distante leva tempo para chegar até nós, e telescópios poderosos podem captar a luz emitida por galáxias e estrelas há bilhões de anos (nosso universo tem 13,8 bilhões de anos). No entanto, os detalhes deste capítulo da história do nosso universo são confusos porque a maioria das estrelas que se formaram na época são fracas e escondidas pela poeira.

Um novo projeto Caltech, chamado COMAP (CO Mapping Array Project), nos apresentará um novo vislumbre dessa época de montagem de galáxias. Isso ajudará a responder perguntas sobre o que realmente causou o rápido aumento da produção de estrelas no universo.

“A maioria dos instrumentos pode ver a ponta de um iceberg ao observar as galáxias deste período”, diz Kieran Cleary, investigador principal do projeto e diretor associado do Owens Valley Radio Observatory (OVRO) da Caltech. “Mas a COMAP verá o que está por baixo, escondido da vista.”

Na fase atual do projeto, a antena parabólica “Leighton” de 10,4 metros da OVRO está sendo usada para estudar os tipos mais comuns de galáxias formadoras de estrelas espalhadas pelo espaço e pelo tempo. Isso inclui aqueles que são muito difíceis de ver de outras maneiras porque são muito fracos ou ocultos pela poeira. As observações de rádio traçam o gás hidrogênio frio, a matéria-prima da qual as estrelas são feitas. Este gás não é fácil de identificar diretamente, então o COMAP mede sinais de rádio brilhantes do gás monóxido de carbono (CO), que está sempre presente junto com o hidrogênio. A câmera de rádio do COMAP é a mais poderosa já construída para detectar esses sinais de rádio.

Os primeiros resultados científicos do projeto acabam de ser publicados em sete artigos no The Astrophysical Journal . Com base em observações feitas um ano em uma pesquisa planejada de cinco anos, o COMAP estabeleceu limites superiores de quanto gás frio deve estar presente nas galáxias na época em estudo, incluindo aquelas que normalmente são muito fracas e empoeiradas para serem vistas. Embora o projeto ainda não tenha feito uma detecção direta do sinal de CO, esses primeiros resultados demonstram que está a caminho de fazê-lo até o final da pesquisa inicial de cinco anos e, finalmente, pintará a imagem mais abrangente da história do universo. de formação estelar.

“Olhando para o futuro do projeto, pretendemos usar essa técnica para olhar cada vez mais para trás no tempo”, diz Cleary. “Começando 4 bilhões de anos após o Big Bang , continuaremos recuando no tempo até chegarmos à época das primeiras estrelas e galáxias, alguns bilhões de anos antes.”

Anthony Readhead, o co-investigador principal e o Professor Robinson de Astronomia, Emérito, diz que o COMAP verá não apenas a primeira época de estrelas e galáxias, mas também seu declínio épico. “Observaremos a formação de estrelas subindo e descendo como uma maré oceânica”, diz ele. 

O COMAP funciona capturando imagens de rádio borradas de aglomerados de galáxias ao longo do tempo cósmico, em vez de imagens nítidas de galáxias individuais. Esse desfoque permite que os astrônomos capturem com eficiência toda a luz de rádio proveniente de um conjunto maior de galáxias, mesmo as mais fracas e empoeiradas que nunca foram vistas.

“Dessa forma, podemos encontrar as propriedades médias de galáxias típicas e fracas sem precisar saber com muita precisão onde está localizada qualquer galáxia individual”, explica Cleary. “Isso é como encontrar a temperatura de um grande volume de água usando um termômetro, em vez de analisar os movimentos das moléculas de água individuais”.

Essas descobertas são o assunto de um Focus Issue no Astrophysical Journal , que contém links para os artigos publicados.

Fonte: scitechdaily.com