Usando o Telescópio Espacial Hubble e o Very Large Telescope (VLT), os astrônomos olharam para trás para encontrar a galáxia mais distante até agora. "Estamos observando uma galáxia que existia essencialmente quando o Universo tinha apenas cerca de 600 milhões de anos e estamos olhando para essa galáxia - e o Universo - há 13,1 bilhões de anos", disse o Dr. Matt Lehnert, do Observatório de Paris, que é o principal autor de um novo artigo na Nature. “As condições eram bem diferentes na época. A imagem básica na qual essa descoberta está inserida é que essa é a época em que o Universo passou de amplamente neutro para basicamente ionizado. ”
Lehnert e uma equipe internacional usaram o VLT para fazer observações de acompanhamento da galáxia - chamadas UDFy-38135539 - que as observações do Hubble em 2009 revelaram. Os astrônomos analisaram o brilho muito fraco da galáxia para medir sua distância - e idade. Esta é a primeira observação confirmada de uma galáxia cuja luz está emergindo da reionização do Universo.
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 espessa sopa de plasma do período anterior, logo após o Big Bang, essa formação galáctica iniciou a época da reionização, limpando a névoa opaca de hidrogênio que encheu o cosmos no início.
"Toda a história do universo é da reionização", disse Lehnert durante uma coletiva de imprensa on-line. “A matéria escura que permeia o Universo começou a arrastar o gás e formou as primeiras galáxias. Quando as galáxias começaram a se formar, reionizou o Universo. ”
O UDFy-38135539 está cerca de 100 milhões de anos-luz a mais do que o objeto mais distante anterior, uma explosão de raios gama.
Estudar essas primeiras galáxias é extremamente difícil, disse Lehnert, já que a luz fraca cai principalmente na parte infravermelha do espectro, porque seu comprimento de onda foi esticado pela expansão do Universo - um efeito conhecido como desvio para o vermelho. Durante o período de menos de um bilhão de anos após o Big Bang, o nevoeiro de hidrogênio que permeou o Universo absorveu a feroz luz ultravioleta das galáxias jovens.
A nova câmera de campo amplo 3 do Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA descobriu vários objetos candidatos em 2009 e, com 16 horas de observações usando o VLT, a equipe conseguiu usar para detectar o brilho muito fraco do hidrogênio em um desvio para o vermelho. 8.6
A equipe usou o instrumento espectroscópico de infravermelho SINFONI no VLT e um tempo de exposição muito longo.
"Medir o desvio para o vermelho da galáxia mais distante até agora é muito empolgante", disse a co-autora Nicole Nesvadba (Instituto de Astrofísica Spatiale), "mas as implicações astrofísicas dessa detecção são ainda mais importantes. Esta é a primeira vez que sabemos com certeza que estamos olhando para uma das galáxias que limparam a neblina que havia preenchido o Universo primitivo. ”
Uma das coisas surpreendentes dessa descoberta é que o brilho do UDFy-38135539 parece não ser suficientemente forte por si só para limpar a névoa de hidrogênio. "Deve haver outras galáxias, provavelmente companheiros mais fracos e menos maciços do UDFy-38135539", disse o co-autor Mark Swinbank, da Universidade de Durham, "que também ajudou a tornar transparente o espaço ao redor da galáxia. Sem essa ajuda adicional, a luz da galáxia, por mais brilhante que fosse, ficaria presa na névoa de hidrogênio circundante e não teríamos sido capazes de detectá-la. ”
Fontes: ESO, coletiva de imprensa
