Galáxias fantasmagóricas queimado nevoeiro cósmico misterioso

Beacons no nevoeiro (Imagem: ESA / Hubble)

Fantasmagóricas galáxias no universo distante são quase certamente os culpados por trás de uma misteriosa mudança no gás intergaláctico que nos permite ver através dos cosmos . Embora estas galáxias são muito fracos para ser visto por telescópios atuais, futuros instrumentos podem em breve revelar a sua presença.

Cerca de 300.000 anos após o Big Bang, o hidrogênio que enchia o Universo esfriou e se tornou neutro e opaco, mergulhando tudo em os chamados cósmicos idade das trevas. Quaisquer comprimentos de onda visíveis de estrelas primitivas foram rapidamente absorvida pelo gás, que formou uma névoa cósmica que persistiu por quase um bilhão de anos.

Algum tipo de radiação deve ter quebrado os átomos de hidrogênio neutro em elétrons e prótons em um processo chamado reionização, que finalmente fez o universo transparente. Mas se as galáxias teriam sido numerosos e brilhante o suficiente na época para produzir esta radiação era incerto.

Agora, as mais recentes observações do Hubble Ultra Deep Field 2012 pesquisa ( UDF12 ), apresentado esta semana em uma reunião da Sociedade Astronômica Americana, em Long Beach, Califórnia, sugerem que as galáxias poderiam, de fato, transformaram o universo clara.

"Esta é a última peça desconhecido da história cósmica", disse o membro da equipe UDF12 Richard Ellis , do Instituto de Tecnologia da Califórnia em Pasadena, Califórnia.

Olhando fixamente

Ellis e colegas usaram o Telescópio Espacial Hubble para olhar para um ponto no céu durante 100 horas - o dobro do tempo em pesquisas anteriores - e usado um filtro que fez o telescópio mais sensível aos objetos fracos e distantes. "Pela primeira vez com o Hubble, nós podemos fazer isso de forma sistemática", afirma Ellis.

Em dezembro, a equipe relatou que eles haviam visto sete novas galáxiasvindos de quando o universo tinha entre 380 milhões e 600 milhões de anos, bem no meio do período, quando reionização estava a caminho. Desde então, a equipe analisou a radiação dessas galáxias.

Usando cor espectral como um critério de idade estelar , James Dunlop e Alexander Rogers, do Instituto de Astronomia de Edimburgo, Reino Unido, descobriu que as galáxias contêm UDF12 estrelas surpreendentemente antigas. "O que estamos vendo são a segunda geração de estrelas", disse Rogers à reunião. "Eles já estão maduras - e deve ter sido em torno de 100 milhões de anos."

Estrelas mais velhas não bombear tanto radiações ionizantes, como os jovens, para que essas galáxias, no limite da visão do Hubble, não poderia ter feito o trabalho por si mesmos.

A equipe, então, necessário para descobrir quantos ténues galáxias a partir desta época pode ter passado despercebida. Mateus Caltech Schenker e seus colegas usaram um modelo estatístico, com base em populações conhecidas galácticos, para mostrar que deve haver galáxias exponencialmente mais fracas no início do universo do que os brilhantes - o suficiente para abastecer a radiação necessária.

"Podemos dizer com confiança que as galáxias podem fazer o trabalho, mas as galáxias menos luminosas que fazem a maioria do trabalho são apenas abaixo dos limites do projeto UDF12", disse o membro da equipa Brant Robertson, da Universidade do Arizona, em Tucson.

Final feliz

"Estamos bem certo que é galáxias agora", concorda Steven Finkelstein , da Universidade do Texas em Austin, que não esteve envolvido no novo trabalho.Outros possíveis candidatos a reionização, como colidir partículas de matéria escura, tinha sido tudo, mas descartou por observações anteriores.

"Eu acho que é um final feliz", afirma Ellis. "Reionização é um processo normal produzido por coisas que podemos ver, e ainda não alguma outra coisa escura que nós não entendemos."

As galáxias fantasmas provavelmente será detectado pelo sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb , que deverá lançar ainda nesta década. Se James Webb não consegue vê-los, que iria apresentar um enigma, diz Ellis. "Nós precisamos de uma fonte adicional de radiação, quer aniquilar partículas ou qualquer outra coisa." Mas ele disse que ficaria muito surpreso se as galáxias tênues não apareceu.