Durante décadas, os astrônomos tentam ver o máximo que podem no universo profundo. Observando o cosmos como era logo após o Big Bang, astrofísicos e cosmólogos esperam aprender tudo o que podem sobre a formação inicial do Universo e sua evolução subseqüente. Graças a instrumentos como o telescópio espacial Hubble, os astrônomos conseguiram ver partes do universo que antes eram inacessíveis.
Mas mesmo o venerável Hubble é incapaz de ver tudo o que estava ocorrendo durante o início do Universo. No entanto, usando o poder combinado de alguns dos mais recentes observatórios astronômicos de todo o mundo, uma equipe de astrônomos internacionais liderada pelo Instituto de Astronomia da Universidade de Tóquio observou 39 galáxias antigas anteriormente não descobertas, um achado que pode ter grandes implicações para a astronomia e a cosmologia.
A equipe por trás da descoberta incluiu membros do Instituto de Astronomia da Universidade de Tóquio, do Centro Nacional Francês de Pesquisa Científica (CNRS), da Universidade Anhui Normal na China, da Universidade Ludwig-Maximilians em Munique, dos Observatórios Astronômicos Nacionais da China e do Observatório Astronômico Nacional da China. Instituto de Astronomia e Astrofísica da Academia Sinica (ASIAA) em Taiwan. A pesquisa deles apareceu na edição de 7 de agosto de Natureza.
Detectando o "invisível"
Simplificando, as primeiras galáxias possíveis no Universo permaneceram invisíveis até agora, porque sua luz é muito fraca e ocorre em comprimentos de onda indetectáveis pelo Hubble. O time
A descoberta resultante não foi apenas inédita, mas a descoberta de muitas galáxias desse tipo desafia os modelos cosmológicos atuais. Como explicou Tao Wang, pesquisador da AISAA e coautor do estudo:
“É a primeira vez que uma população tão grande de galáxias massivas é confirmada durante os primeiros 2 bilhões de anos dos 13,7 bilhões de anos de vida do universo. Estes eram anteriormente invisíveis para nós. Essa descoberta contraria os modelos atuais para esse período de evolução cósmica e ajudará a adicionar alguns detalhes que estavam faltando até agora. ”
Essas galáxias, apesar de serem as maiores existentes na época, ainda eram muito difíceis de detectar. Muito do motivo tem a ver com a extensão em que sua luz foi ampliada pela expansão do Universo. Na astronomia cotidiana,
Isso permite que os astrônomos não apenas digam o quão distante um objeto está, mas como ele era no passado. Mas, ao olhar para a época mais antiga do Universo (há mais de 13 bilhões de anos), a imensa distância estende o comprimento de onda da luz visível até o ponto em que não está mais no domínio da luz visível e se torna infravermelho.
Outra razão pela qual essas galáxias são difíceis de detectar é que as galáxias maiores tendem a ser envoltas em poeira, especialmente quando ainda estão nas partes iniciais de sua formação. Isso tende a obscurecê-los mais do que seus colegas galácticos menores. Por esses motivos, havia suspeita de que essas galáxias não fossem tão antigas quanto a equipe sugeriu. Como Wang indicou:
“Foi difícil convencer nossos colegas de que essas galáxias eram tão antigas quanto suspeitávamos que fossem. Nossas suspeitas iniciais sobre sua existência vieram dos dados infravermelhos do Telescópio Espacial Spitzer. Mas o ALMA tem olhos afiados e detalhes revelados nos comprimentos de onda do submilímetro, o melhor comprimento de onda para examinar a poeira presente no universo primitivo. Mesmo assim, foram necessários mais dados do Very Large Telescope no Chile para provar realmente que estávamos vendo galáxias maciças antigas onde nenhuma tinha sido vista antes. ”
O que isso significa para a astronomia?
Como a descoberta dessas galáxias desafia nossos modelos cosmológicos atuais, as descobertas da equipe naturalmente têm implicações significativas para os astrônomos. Como Kotaro Kohno, professor do Instituto de Astronomia e co-autor do estudo, explicou:
“Quanto mais maciça é uma galáxia, mais maciço é o buraco negro supermassivo em seu coração. Portanto, o estudo dessas galáxias e sua evolução também nos dirá mais sobre a evolução dos buracos negros supermassivos ”, acrescentou Kohno. “Galáxias massivas também estão intimamente ligadas à distribuição de matéria escura invisível. Isso desempenha um papel na formação da estrutura e distribuição das galáxias. Pesquisadores teóricos precisarão atualizar suas teorias agora. ”
Outra descoberta interessante foi a maneira como essas 39 galáxias antigas diferem das nossas. Para iniciantes, essas galáxias tinham uma densidade mais alta de estrelas do que a Via Láctea hoje; o que significa que, se nossa galáxia fosse semelhante, os observadores de estrelas estariam vendo algo muito diferente quando olhassem para o céu noturno.
“Por um lado, o céu noturno pareceria muito mais majestoso. A maior densidade de estrelas significa que haveria muito mais estrelas parecendo maiores e mais brilhantes ”, disse Wang. "Mas, por outro lado, a grande quantidade de poeira significa que estrelas mais distantes seriam muito menos visíveis, então o fundo dessas estrelas próximas e brilhantes pode ser um vasto vazio escuro."
Como esta é a primeira vez que uma população galáctica desse tipo é descoberta, os astrônomos estão ansiosos pelo que mais eles podem encontrar. Tal como está, nem o ALMA é sofisticado o suficiente para investigar as composições químicas e as populações estelares dessas galáxias. No entanto, os observatórios da próxima geração terão a resolução para os astrômeros conduzirem esses estudos.
Estes incluem o Telescópio Espacial James Webb, que está previsto para ser lançado em 2021. Observatórios terrestres como o Telescópio Extremamente Grande (ESL) do ESO, o Telescópio Trinta Metros (TMT) e o Telescópio Gigante de Magalhães (GMT) também deverão desempenhar um papel vital.
É um momento emocionante para astrônomos e cosmólogos. Muito lentamente, eles estão descascando outra camada do Universo para ver quais segredos se escondem embaixo!
