Astrónomos encontram a chave para detectar as maiores estruturas do universo primitivo

Uma equipe internacional de investigação, liderada pelo IAC (Instituto de Astrofísica de Canarias) e pela ULL (Universidad de La Laguna), juntamente com um grupo de universidades italianas, confirmou um novo método para encontrar protoenxames de galáxias, as maiores estruturas do Universo primitivo.

Impressão de artista de um protoenxame de galáxias no Universo primitivo, mostrando galáxias a formar novas estrelas e a interagir umas com as outras. Crédito: ESO/M. Kornmesser 

Estes progenitores dos atuais enxames galácticos desempenharam um papel essencial na evolução do Universo, mas não são fáceis de encontrar. Este estudo mostra que um tipo específico de galáxias, as que emitem radiação em comprimentos de onda submilimétricos, são bons indicadores da presença de protoenxames distantes. Os resultados foram publicados na revista Astronomy & Astrophysics.

Os protoenxames galácticos eram as maiores estruturas no início do Universo, apenas 1000 milhões de anos após o Big Bang. A comunidade científica está muito interessada nestes sistemas, progenitores dos atuais enxames de galáxias; por serem tão antigos, podem ajudar-nos a compreender os processos de formação e evolução das estruturas de grande escala no Universo. No entanto, a identificação de protoenxames não é nada fácil e são muito poucos os que se conhecem.

Para resolver este problema, uma equipa científica internacional propôs um novo método, centrado num tipo particular de objetos, as galáxias submilimétricas. Foram descobertas no final da década de 1990 e o seu nome deve-se à sua intensa radiação na banda de ondas submilimétricas, que é a região do espetro eletromagnético entre o infravermelho e as micro-ondas. Estão entre as galáxias mais massivas e poeirentas do Universo e têm altas taxas de formação estelar, que podem ser cem vezes maiores do que a da Via Láctea.

"Vários estudos anteriores mostraram evidências de que as galáxias submilimétricas estão no centro de protoenxames de galáxias, mas havia uma grande controvérsia", explica a primeira autora do artigo, Rosa Calvi, investigadora da Universidade de Ferrara, anteriormente investigadora no IAC. "O nosso artigo apresenta o primeiro estudo sistemático em grande escala de uma amostra de galáxias submilimétricas confirmadas espetroscopicamente".

Como resultado do estudo, a equipa mostrou, sem qualquer dúvida, que as galáxias submilimétricas são excelentes rastreadoras de protoenxames distantes. Para chegar a este resultado, procuraram protoenxames em torno de doze galáxias submilimétricas, e descobriram que onze delas estão alojadas, no total, em oito protoenxames.

Destes oito protoenxames, o novo estudo confirmou independentemente três que já eram conhecidos, e a equipa encontrou ainda indícios de cinco novos protoenxames. Um deles, em torno da galáxia GN10, está entre os protoenxames mais distantes observados até agora. A sua luz demorou mais de 12.500 milhões de anos a chegar à Terra.

O estudo também avança a nossa compreensão da ligação física entre as galáxias submilimétricas e os seus ambientes, mostrando uma correlação, até agora não observada, entre a quantidade de gás molecular (o material a partir do qual se formam as estrelas) nas galáxias submilimétricas e as sobredensidades das galáxias e dos protoenxames. 

"Para explicar esta correlação, propusemos a hipótese de que as interações entre as galáxias e os seus ambientes mais densos facilitam o colapso do gás e a consequente elevada taxa de formação estelar que caracteriza as galáxias submilimétricas mais brilhantes", afirma Helmut Dannerbauer, investigador do IAC e da ULL, coautor do artigo.

Espera-se que, nos próximos anos, o número de protoenxames confirmados aumente consideravelmente, devido à utilização da nova geração de instrumentos, como o satélite Euclid, uma das principais missões atuais da ESA.

"Com o satélite Euclid, um instrumento revolucionário para o estudo de estruturas de grande escala, esperamos descobrir e caracterizar milhares de protoenxames distantes, dando assim um impulso sem precedentes ao estudo da evolução das galáxias", conclui Gianluca Castignani, investigador da Universidade de Bolonha, outro participante neste estudo.

Fonte: Astronomia OnLine