Hubble descobre que luz fantasmagórica entre galáxias estende-se muito para trás no tempo

Em enxames gigantescos com centenas ou milhares de galáxias, inúmeras estrelas vagueiam entre as galáxias como almas perdidas, emitindo uma névoa fantasmagórica de luz. Estas estrelas não estão gravitacionalmente ligadas a nenhuma galáxia num enxame.

 Estas são imagens, pelo Telescópio Espacial Hubble, de dois enxames massivos de galáxias chamadas MOO J1014+0038 (painel esquerdo) e SPT-CL J2106-5844 (painel direito). A cor azul artificialmente adicionada é traduzida a partir dos dados do Hubble que captaram um fenómeno chamado "luz intraenxame". Este brilho extremamente fraco traça uma distribuição suave da luz de estrelas errantes espalhadas pelo enxame. Há milhares de milhões de anos atrás, as estrelas eram libertadas das suas galáxias-mãe e agora vagueiam pelo espaço intergaláctico.Crédito: NASA, ESA, STScI, James Jee (Universidade Yonsei); Processamento de Imagem - Joseph DePasquale (STScI) 

A questão que se coloca aos astrónomos tem sido: como é que as estrelas se espalharam tanto pelo enxame em primeiro lugar? Várias teorias concorrentes incluem a possibilidade de as estrelas terem sido retiradas das galáxias de um enxame, ou de terem sido atiradas para fora após fusões de galáxias, ou de terem estado presentes nos primeiros anos de formação de um enxame, há muitos milhares de milhões de anos atrás.

Um levantamento infravermelho recente pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA, que procurava esta chamada "luz intraenxame", lança nova luz sobre o mistério. As novas observações do Hubble sugerem que estas estrelas já vagueiam há milhares de milhões de anos e que não são um produto de uma atividade dinâmica mais recente dentro de um enxame galáctico, atividade esta que as retiraria das galáxias normais.

O levantamento incluiu 10 enxames de galáxias tão distantes quanto quase 10 mil milhões de anos-luz. Estas medições têm que ser feitas a partir do espaço porque a fraca luz intraenxame é 10.000 vezes mais fraca do que o céu noturno, visto do solo.

O levantamento revela que a fração da luz intraenxame em relação à luz total no enxame permanece constante, olhando para trás no tempo há milhares de milhões de anos. "Isto significa que estas estrelas já não tinham abrigo nas fases iniciais da formação do enxame", disse James Jee da Universidade Yonsei em Seul, Coreia do Sul. Os seus resultados foram publicados na edição de 5 de janeiro da revista Nature.

As estrelas podem ser espalhadas para fora do seu local de nascimento galáctico quando uma galáxia se move através de material gasoso no espaço entre galáxias, à medida que orbita o centro do enxame. No processo, a resistência empurra gás e poeira para fora da galáxia. Contudo, com base no novo levantamento do Hubble, Jee descarta este mecanismo como a causa primária da produção de estrelas intraenxame. Isto porque a fração de luz intraenxame iria aumentar ao longo do tempo até ao presente caso o despojamento fosse o principal responsável. Mas não é esse o caso nos novos dados do Hubble, que mostram uma fração constante ao longo de milhares de milhões de anos.

"Não sabemos exatamente o que as tornou sem-abrigo. As teorias atuais não conseguem explicar os nossos resultados, mas de alguma forma foram produzidas em grandes quantidades no Universo inicial", disse Jee. "Nos seus primeiros anos de formação, as galáxias podem ter sido bastante pequenas e ter 'sangrado' estrelas com bastante facilidade devido a um domínio gravitacional mais fraco". 

"Se descobrirmos a origem das estrelas intraenxame, isso ajudar-nos-á a compreender a história da 'montagem' de todo um enxame de galáxias, e elas podem servir como rastreadores visíveis da matéria escura que envolve o enxame", disse Hyungjin Joo da Universidade Yonsei, primeiro autor do artigo. A matéria escura é o andaime invisível do Universo, que mantém galáxias e enxames de galáxias juntas.

Se as estrelas errantes fossem produzidas através de um jogo de pinball entre galáxias, comparativamente mais recente, não teriam tido tempo suficiente para se dispersarem por todo o campo gravitacional do enxame e, por conseguinte, não rastreariam a distribuição da matéria escura do enxame. Mas se as estrelas nasceram nos primeiros anos do enxame, terão sido completamente dispersas por todo o enxame. Isto permitiria com que os astrónomos utilizassem as estrelas sem-abrigo para mapear a distribuição da matéria escura em todo o enxame.

Esta técnica é nova e complementar ao método tradicional de mapeamento da matéria escura, medindo como todo o enxame distorce a luz de objetos de fundo devido a um fenómeno chamado lente gravitacional.

A luz intraenxame foi detetada pela primeira vez no enxame de galáxias de Coma em 1951 por Fritz Zwicky, que relatou que uma das suas descobertas mais interessantes era a observação de matéria luminosa e intergaláctica ténue no enxame. Dado que o enxame de Coma, contendo pelo menos 1000 galáxias, é um dos enxames mais próximos da Terra (330 milhões de anos-luz), Zwicky foi capaz de detetar a luz fantasmagórica até com um modesto telescópio de 18 polegadas.

A capacidade e sensibilidade, no infravermelho próximo, do Telescópio Espacial James Webb da NASA, irá alargar em muito a procura de estrelas intraenxame no Universo, ajudando, portanto, a resolver o mistério.

Fonte: ccvalg.pt