Um grupo das galáxias recém-descobertas pela técnica de Lyman-break. Crédito de imagem: Astronomia e Astrofísica. Clique para ampliar
Uma equipe internacional de astrônomos realizou uma das pesquisas mais detalhadas das galáxias mais distantes. Essas galáxias estão tão distantes que as vemos quando o Universo tinha menos da metade da idade atual. Uma das grandes surpresas desta pesquisa; no entanto, é o quanto essas galáxias jovens correspondem às estruturas que vemos no universo atual. Isso significa que as galáxias provavelmente evoluíram através de colisões e fusões muito antes do que se acreditava anteriormente.
Uma equipe de astrônomos da França, EUA, Japão e Coréia, liderada por Denis Burgarella, descobriu recentemente novas galáxias no Universo primitivo. Eles foram detectados pela primeira vez nos comprimentos de onda no UV próximo e no infravermelho distante. Suas descobertas serão relatadas na próxima edição da Astronomy & Astrophysics. Essa descoberta é um novo passo para entender como as galáxias evoluem.
O astrônomo Denis Burgarella (Observatório Astronômico de Marselha Provence, Laboratoire d'Astrophysique de Marselha, França) e seus colegas da França, EUA, Japão e Coréia anunciaram recentemente a descoberta de novas galáxias no Universo Primário, pela primeira vez. nos comprimentos de onda quase UV e infravermelho distante. Essa descoberta leva à primeira investigação completa das primeiras galáxias. A descoberta será relatada na próxima edição da Astronomy & Astrophysics.
O conhecimento das galáxias primitivas fez grandes progressos nos últimos dez anos. Desde o final de 1995, os astrônomos têm usado uma nova técnica, conhecida como "técnica de Lyman-break". Essa técnica permite que galáxias muito distantes sejam detectadas. Eles são vistos como eram quando o Universo era muito mais jovem, fornecendo pistas de como as galáxias se formaram e evoluíram. A técnica de Lyman-break moveu a fronteira de pesquisas de galáxias distantes ainda mais para o desvio para o vermelho z = 6-7 (que é cerca de 5% da idade atual do Universo). Na astronomia, o desvio para o vermelho indica a mudança de uma onda de luz de uma galáxia que se afasta da Terra. A onda de luz é deslocada para comprimentos de onda mais longos, isto é, para o extremo vermelho do espectro. Quanto maior o desvio para o vermelho de uma galáxia, mais distante ela está de nós.
A técnica de Lyman-break é baseada no característico “desaparecimento” de galáxias distantes observadas nos comprimentos de onda do UV distante. Como a luz de uma galáxia distante é quase totalmente absorvida pelo hidrogênio a 0,912 nm (devido às linhas de absorção de hidrogênio, descobertas pelo físico Theodore Lyman), a galáxia "desaparece" no filtro ultravioleta distante. A Figura 2 ilustra o? Desaparecimento? da galáxia no filtro UV distante. A descontinuidade de Lyman deveria ocorrer teoricamente a 0,912 nm. Fótons com comprimentos de onda mais curtos são absorvidos pelo hidrogênio ao redor das estrelas ou dentro das galáxias observadas. Para galáxias com alto desvio para o vermelho, a descontinuidade de Lyman é deslocada para o vermelho para que ocorra com um comprimento de onda mais longo e possa ser observada a partir da Terra. A partir de observações terrestres, os astrônomos atualmente podem detectar galáxias com um intervalo de desvio de vermelho de z ~ 3 a z ~ 6. No entanto, uma vez detectada, ainda é muito difícil obter informações adicionais sobre essas galáxias porque são muito fracas.
Pela primeira vez, Denis Burgarella e sua equipe foram capazes de detectar galáxias menos distantes através da técnica de Lyman-break. A equipe coletou dados de várias origens: dados UV do satélite NASA GALEX, dados infravermelhos do satélite SPITZER e dados na faixa visível nos telescópios do ESO. A partir desses dados, eles selecionaram cerca de 300 galáxias mostrando um desaparecimento de UV distante. Essas galáxias têm um desvio para o vermelho que varia de 0,9 a 1,3, ou seja, são observadas em um momento em que o Universo tinha menos da metade de sua idade atual. Esta é a primeira vez que uma grande amostra de galáxias de ruptura de Lyman é descoberta em z ~ 1. Como essas galáxias estão menos distantes do que as amostras observadas até agora, elas também são mais brilhantes e fáceis de estudar em todos os comprimentos de onda, permitindo uma análise profunda do UV ao infravermelho.
Observações anteriores de galáxias distantes levaram à descoberta de duas classes de galáxias, uma das quais inclui galáxias que emitem luz nas faixas de comprimento de onda quase UV e visível. O outro tipo de galáxia emite luz nas faixas de infravermelho (IV) e submilímetro. As galáxias UV não foram observadas na faixa de infravermelho, enquanto as galáxias IR não foram observadas na UV. Assim, era difícil explicar como essas galáxias poderiam evoluir para galáxias atuais que emitem luz em todos os comprimentos de onda. Com seu trabalho, Denis Burgarella e seus colegas deram um passo em direção à solução desse problema. Ao observar sua nova amostra de galáxias z ~ 1, eles descobriram que cerca de 40% dessas galáxias também emitem luz na faixa de infravermelho. Esta é a primeira vez que um número significativo de galáxias distantes foi observado nas faixas de comprimento de onda UV e IR, incorporando as propriedades dos dois principais tipos.
A partir de suas observações dessa amostra, a equipe também inferiu várias informações sobre essas galáxias. A combinação de medições de UV e infravermelho permite determinar pela primeira vez a taxa de formação de estrelas nessas galáxias distantes. As estrelas se formam lá muito ativamente, a uma taxa de algumas centenas a mil estrelas por ano (apenas algumas estrelas se formam atualmente em nossa galáxia a cada ano). A equipe também estudou sua morfologia e mostra que a maioria é de galáxias espirais. Até agora, acreditava-se que as galáxias distantes eram principalmente galáxias que interagem, com formas irregulares e complexas. Denis Burgarella e seus colegas agora mostraram que as galáxias em sua amostra, vistas quando o Universo tinha cerca de 40% de sua idade atual, têm formas regulares, semelhantes às galáxias atuais como a nossa. Eles trazem um novo elemento para a nossa compreensão da evolução das galáxias.
Fonte original: Comunicado de imprensa sobre astronomia e astrofísica
