Ao combinar observações do universo distante feitos com Herschel e Planck observatórios espaciais da ESA, os cosmólogos descobriram o que poderiam ser os precursores dos grandes aglomerados de galáxias que vemos hoje. Galáxias como a nossa Via Láctea, com seus 100 bilhões de estrelas não são encontrados geralmente em isolamento. No Universo hoje 13,8 bilhões de anos após o Big Bang, muitos estão em conjuntos densos de dezenas, ou mesmo centenas de galáxias.
No entanto, estes grupos não sempre existiram, e uma questão fundamental na cosmologia moderna é a forma como essas enormes estruturas montadas no início do Universo. Identificar quando e como se formaram deve fornecer informações sobre o processo de evolução aglomerado de galáxias, incluindo o papel desempenhado pela matéria escura na modelagem dessas metrópoles cósmicas.
No Planck de todo o céu mapa em comprimentos de onda submilimétricas (545 GHz) mostrados abaixo, a banda que atravessa o meio corresponde a poeira em nossa galáxia Via Láctea. Os pontos pretos indicam a localização dos candidatos proto-clusters identificados por Planck e, posteriormente, observados por Herschel. As imagens embutidas mostrar algumas das observações feitas por instrumento Spire de Herschel; os contornos representar a densidade de galáxias. (ESA eo Planck Collaboration / H. Dole, D. Guéry & G. Hurier, IAS / Universidade Paris-Sud / CNRS / CNES).
Agora, usando as forças combinadas do Observatório Espacial Herschel e Planck satélite, os astrônomos encontraram objetos no Universo distante, atendidos em uma época em que era apenas três bilhões de anos, que poderiam ser precursores dos aglomerados observados em torno de nós hoje.
"Porque nós estamos olhando tão longe no tempo, e porque o universo é considerado homogêneo em todas as direções, nós pensamos que é muito semelhante ao olhar para o equivalente ao que um cluster do bebê pode parecer", disse Brenda L. Frye , astrônomo assistente na Universidade do Arizona Observatório Steward , que estava envolvido na pesquisa.
"Ao contrário das observações anteriores, em que se verificou o estranho um ou dois clusters de bebê que se iria colocar em um jardim zoológico, agora temos encontrado uma verdadeira amostra de 200 agrupamentos de bebê."
No Planck de todo o céu mapa em comprimentos de onda submilimétricas (545 GHz) mostrados abaixo, a banda que atravessa o meio corresponde a poeira em nossa galáxia Via Láctea. Os pontos pretos indicam a localização dos candidatos proto-clusters identificados por Planck e, posteriormente, observados por Herschel. As imagens embutidas mostrar algumas das observações feitas por instrumento Spire de Herschel; os contornos representar a densidade de galáxias. (ESA eo Planck Collaboration / H. Dole, D. Guéry & G. Hurier, IAS / Universidade Paris-Sud / CNRS / CNES).
O objetivo principal do Planck, um observatório espacial operado pela Agência Espacial Europeia, foi o de fornecer o mapa mais preciso da radiação relíquia do Big Bang, a radiação cósmica de fundo. Para fazer isso, ele examinou o céu inteiro em nove diferentes comprimentos de onda do infravermelho distante para o rádio, a fim de eliminar a emissão do primeiro plano da nossa galáxia e outros no Universo.
Mas essas fontes de primeiro plano pode ser importante em outros campos da astronomia, e foi em dados de comprimento de onda curta de Planck que os cientistas foram capazes de identificar 234 fontes luminosas com características que sugerem que eles foram localizados no distante, início do Universo.
Outro observatório espacial - Herschel - então observados esses objetos em todo o infravermelho distante a gama de comprimentos de onda submillimeter (apenas um pouco mais curto do que as microondas), mas com muito maior sensibilidade e resolução angular. Herschel revelou que a grande maioria das fontes Planck-detectados são consistentes com densas concentrações de galáxias no Universo primordial, formando novas estrelas vigorosamente.
Cada uma dessas galáxias jovens é visto como a conversão de gás e poeira em estrelas a um ritmo de algumas centenas a 1.500 vezes a massa do nosso sol por ano. Em comparação, a nossa própria Via Láctea hoje está produzindo estrelas a uma taxa média de apenas uma massa solar por ano.
"Não se sabe se as galáxias jovens formar estrelas de forma gradual, como maratonistas estimulação si ou em explosões", disse Frye. "Acontece que essas galáxias jovens não estavam se formando lentamente, mas de uma forma dramática. Iluminando com a formação de estrelas, eles aparecem como fogos de artifício explodindo no céu. É como correr a primeira milha de uma maratona de 26 milhas, e depois caminhar o resto do caminho ".
Devido à sua extrema distância, os astrônomos não seria capaz de ver esses "fogos de artifício" em galáxias individuais, mas porque a maioria ocorrem em grupos, eles aparecem brilhante. No entanto, aqui e ali, eles detectaram galáxias individuais que apareceram muito mais brilhante do que deveriam.
"Em um pequeno número de casos, nós estamos encontrando apenas um objeto em vez de um cluster, que não deve ser capaz de ver, para que haja algum outro mistério lá", disse Frye.
Um especialista em lentes gravitacionais, Frye foi chamado para se juntar à equipe de pesquisa para estudar os casos raros de "fogos de artifício mistério galáxias."
"A resposta é que esses objetos são animadas por que você poderia chamar de um telescópio natural no espaço", explicou ela. "Em alguns casos, podemos ver galáxias distantes individuais iluminando com a formação de estrelas, porque eles estão situados ao longo apenas na linha de visão direita, onde sua luz passa através de um maciço de aglomerados de galáxias próximas à Terra."
Como previsto pela Teoria da Relatividade Geral de Einstein, o cluster primeiro plano dobra a luz da galáxia de fundo devido à sua gravidade, o que resulta em uma imagem da galáxia distante que é impulsionado em brilho.
"Por que nós encontramos esses exemplos enigmáticos de os solteiros, quando deveriam estar em clusters, é o que estamos estudando aqui na UA", disse Frye. "Estes podem ser exemplos mais fracos em geral, ou eles também podem ter amigos, que não se transformaram em seus fogos de artifício ainda."
Frye se aproveitou de um instrumento chamado espectrógrafo Hectospec no Observatório MMT , uma parceria entre a UA e da Smithsonian Institution of Astrophysics.
"Hectospec atua como um prisma, quebrando as emissões provenientes das protogaláxias em um arco-íris de luz, para que possamos estudar muito rapidamente esses objetos realmente interessantes, que podem ter sido muito parecido com o que a Via Láctea pode ter parecido mais cedo na história cósmica . "
"Uma característica chave que define o nosso instrumento à parte do resto do mundo é que podemos obter os espectros de 300 objetos ao mesmo tempo", disse Frye.
Enquanto os astrônomos ainda não conclusiva as idades e luminosidades de muitas destas concentrações de galáxias distantes recém-descobertos, eles são os melhores candidatos ainda encontrados para 'proto-clusters "- precursores dos grandes aglomerados de galáxias, maduros que vemos no universo hoje .
"Dicas de esses tipos de objetos haviam sido encontrados anteriormente em dados de Herschel e outros telescópios, mas a capacidade de todo o céu de Planck revelou muitos mais candidatos para nós para estudar", disse Hervé Dole do Institut d'Astrophysique Spatiale em Orsay, França, principal cientista da análise publicada na revista Astronomy & Astrophysics. "Nós ainda temos muito a aprender sobre esta nova população, necessitando de mais estudos de seguimento com outros observatórios. Mas acreditamos que eles são uma parte de formação da estrutura cosmológica faltando."
"Estamos agora a preparar um catálogo alargado de possíveis proto-clusters detectados pelo Planck, que deve ajudar-nos a identificar ainda mais destes objetos", acrescentou Ludovic Montier do Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie em Toulouse, França, que é o líder cientista do catálogo Planck de alto redshift candidatos de origem, que está prestes a ser entregue para a comunidade.
A imagem no topo da página é um proto-galáxias por kipac.stanford.edu
The Daily Galaxy via University of Arizona
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