Os astrônomos que procuram identificar quando a reionização do Universo ocorreu encontraram algumas das primeiras galáxias cerca de 800 milhões de anos após o Big Bang. A idade de uma galáxia foi confirmada por uma característica característica de hidrogênio neutro aos 787 milhões de anos após o Big Bang. A descoberta é a primeira confirmação etária de uma galáxia abandonada na época distante e aponta quando a época da reionização provavelmente começou.
O período de reionização é o mais distante que os astrônomos podem observar. O Big Bang, 13,7 bilhões de anos atrás, criou um universo quente e sombrio. Cerca de 400.000 anos depois, as temperaturas esfriaram, elétrons e prótons se juntaram para formar hidrogênio neutro, e a escuridão desapareceu. Algum tempo antes de 1 bilhão de anos após o Big Bang, o hidrogênio neutro começou a formar estrelas nas primeiras galáxias, que irradiavam energia e transformavam o hidrogênio novamente em ionizado. Embora não seja a sopa de plasma espessa do período anterior, logo após o Big Bang, essa formação estelar iniciou a época da reionização.
Os astrônomos sabem que essa era terminou cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang, mas quando começou, eles os escaparam.
Procuramos galáxias de 'desistência' ”, disse Masami Ouchi, que liderou uma equipe de astrônomos americanos e japoneses, olhando para a época da reionização. "Usamos filtros progressivamente mais vermelhos que revelam comprimentos de onda crescentes de luz e observamos quais galáxias desaparecem ou" evasão "de imagens feitas com esses filtros. As 'galáxias' mais antigas e mais distantes 'evitam' filtros progressivamente mais vermelhos e os comprimentos de onda específicos podem nos dizer a distância e a idade das galáxias. O que diferencia este estudo é que pesquisamos uma área 100 vezes maior que a anterior e, como resultado, possuímos uma amostra maior de galáxias precoces (22) do que as pesquisas anteriores. Além disso, conseguimos confirmar a idade de uma galáxia ", continuou ele. "Como todas as galáxias foram encontradas usando a mesma técnica de abandono, é provável que tenham a mesma idade".
A equipe de Ouchi conseguiu realizar uma pesquisa tão grande porque usou um filtro super vermelho personalizado e outros avanços tecnológicos exclusivos em sensibilidade ao vermelho na câmera de campo amplo do telescópio Subaru de 8,3 metros. Eles fizeram suas observações de 2006 a 2009 no campo Norte Subaru Deep Field e Great Observatories Origins Deep Survey North. Eles então compararam suas observações com os dados coletados em outros estudos.
Os astrônomos se perguntam se o universo passou por reionização instantânea ou gradualmente ao longo do tempo, mas mais importante, eles tentaram isolar quando o universo começou a reionização. As medições da densidade e brilho da galáxia são essenciais para o cálculo das taxas de formação de estrelas, que dizem muito sobre o que aconteceu quando. Os astrônomos analisaram as taxas de formação de estrelas e a taxa na qual o hidrogênio foi ionizado.
Usando dados de seu estudo e de outros, eles determinaram que as taxas de formação de estrelas eram drasticamente mais baixas, de 800 milhões de anos para cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, depois disso. Consequentemente, eles calcularam que a taxa de ionização seria muito lenta durante esse período inicial, devido a essa baixa taxa de formação de estrelas.
“Ficamos realmente surpresos que a taxa de ionização pareça tão baixa, o que constituiria uma contradição com a reivindicação do satélite WMAP da NASA. Concluiu que a reionização começou o mais tardar 600 milhões de anos após o Big Bang ”, observou Ouchi. “Acreditamos que esse enigma possa ser explicado por taxas de produção de fótons ionizantes mais eficientes nas galáxias iniciais. A formação de estrelas massivas pode ter sido muito mais vigorosa do que nas galáxias de hoje. Menos estrelas massivas produzem mais fótons ionizantes do que muitas estrelas menores ”, explicou ele.
A pesquisa será publicada em uma edição de dezembro do Astrophysical Journal.
Fonte: EurekAlert
