Galáxias foram experimentando vigorosas rajadas de formação de estrelas a partir de muito cedo na história cósmica do que se pensava, de acordo com novas observações por uma equipe Caltech-americana.
Estas galáxias chamados starburst produzir estrelas a uma taxa de criação de prodigiosa o equivalente a mil novos sóis por ano.
Agora, os astrônomos encontraram starbursts que foram produzindo estrelas quando o Universo tinha apenas um bilhão de anos de idade.
Brilhando com a energia de mais de uma centena de trilhões de sóis, estas galáxias recém-descobertas representam o que as galáxias mais maciças em nossa vizinhança cósmica parecia em sua juventude estrela de decisões.
Concepção artística de uma das fontes SPT-descobertos com base em observações por Alma e do Telescópio Espacial Hubble (HST). A galáxia massiva central (em azul, visto pelo HST) dobra a luz de uma galáxia mais distante que é brilhante em comprimentos de onda submilimétricas, formando uma imagem em forma de anel da galáxia de fundo, que é observada por ALMA (vermelho). Crédito: Y. Hezaveh
"Eu acho que incrível", diz Joaquim Vieira, um estudioso de pós-doutorado no Caltech e líder do estudo. "Estes não são galáxias normais. Eles estavam se formando estrelas a uma taxa extraordinária quando o Universo era muito jovem, ficamos muito surpresos de encontrar galáxias como este para que no início da história do universo."
| Os astrônomos encontraram dezenas destas galáxias com o Pólo Sul Telescope (SPT), um prato de 10 metros na Antártida que analisa o céu em milímetros de comprimento de onda de luz que está entre as ondas de rádio e infravermelho do espectro eletromagnético. A equipe, então, deu uma olhada mais detalhada usando a nova matriz Atacama Large Millimeter (ALMA) no deserto do Chile Atacama. As novas observações representam alguns dos mais significativos ALMA resultados científicos ainda, Vieira diz. "Nós não poderíamos ter feito isso sem a combinação de SPT e Alma", acrescenta. "ALMA é tão sensível, que vai mudar a nossa visão do universo de muitas maneiras diferentes."Os astrônomos usada apenas os primeiros 16 dos 66 pratos que eventualmente formam ALMA, que já é o mais poderoso telescópio já construído para observar em comprimentos de onda do milímetro e submilimétricas. |
Com ALMA, os astrónomos descobriram que mais de 30 por cento das galáxias starburst são de um período de tempo apenas 1,5 bilhões de anos após o Big Bang. Anteriormente, apenas nove tais galáxias eram conhecidos de existir, e não estava claro se as galáxias podem produzir estrelas a taxas tão elevadas tão cedo na história cósmica.
Agora, com as novas descobertas, o número de tais galáxias quase dobrou, fornecendo dados valiosos que ajudarão outros pesquisadores restringir e refinar os modelos teóricos de formação de estrelas e galáxias no início do universo.
Uma das fontes SPT-descobertos observados por ALMA e do Telescópio Espacial Hubble (HST). A galáxia massiva central (em azul, visto pelo HST) dobra a luz de uma galáxia mais distante que é brilhante em comprimentos de onda submilimétricas, formando uma imagem em forma de anel da galáxia de fundo, que é observada por ALMA (vermelho). Crédito: ALMA (ESO / NRAO / NAOJ), J. Vieira et al.
A equipe também determinou a distância cósmica para estas galáxias starburst empoeirados diretamente analisar o pó de formação estelar em si. Mas por causa de uma sensibilidade sem precedentes do ALMA, Vieira e seus colegas foram capazes de fazer suas medidas de distância em uma única etapa, diz ele. As distâncias recém-medidos são, portanto, mais confiáveis e fornecer a mais limpa amostra ainda dessas galáxias distantes.
As medidas foram também tornou possível por causa das propriedades únicas desses objetos, os astrônomos dizem.
Uma das fontes SPT-descobertos observados por ALMA e do Telescópio Espacial Hubble (HST). A galáxia massiva central (em azul, visto pelo HST) dobra a luz de uma galáxia mais distante que é brilhante em comprimentos de onda submilimétricas, formando uma imagem em forma de anel da galáxia de fundo, que é observada por ALMA (vermelho). Crédito: ALMA (ESO / NRAO / NAOJ), J. Vieira et al.
Por um lado, as galáxias observadas foram selecionados porque eles poderiam ser gravitacionalmente lensed-um fenômeno previsto por Einstein em que outra galáxia em primeiro plano as curvas a luz da galáxia de fundo como uma lupa. Este efeito de lente gravitacional faz com que galáxias de fundo pareça mais brilhante, cortando a quantidade de tempo de telescópio necessária para observá-los por 100 vezes.
Em segundo lugar, os astrônomos se aproveitou de um recurso fortuito nestes 'espectros de galáxias, que é o arco-íris de luz que elas emitem-apelidado de "correção K negativo." Normalmente, as galáxias parecem dimmer o mais longe que estejam, na mesma forma que uma lâmpada aparecem mais fraca quanto mais longe é. Mas verifica-se que a expansão do universo desloca a espectros de tal maneira que a luz em comprimentos de onda de milímetro não parece dimmer em distâncias maiores.
Como resultado, as galáxias parecem tão brilhantes nesses comprimentos de onda, não importa o quão longe eles estão-como uma lâmpada mágica que aparece assim como a matéria não brilhante quão distante ele é.
Além disso, observando o efeito de lente gravitacional irá ajudar os astrônomos a mapear a matéria escura a massa misteriosa invisível que representa quase um quarto do universo, nas galáxias em primeiro plano. "Fazer mapas de alta resolução da matéria escura é uma das direções futuras deste trabalho que eu acho que é particularmente interessante", diz Vieira.
A equipe descreve suas descobertas em um artigo publicado no Astrophysical Journal .
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