"Demos um grande passo para trás no tempo, além do que já tinha esperado para ser capaz de fazer com o Hubble. Nós conseguimos olhar para trás no tempo para medir a distância de uma galáxia quando o Universo tinha apenas três por cento de sua idade atual ", diz Pascal Oesch, da Universidade de Yale.
Ao empurrar o Telescópio Espacial Hubble da NASA / ESA para os seus limites astrônomos quebrou o recorde de distância cósmica, medindo a distância à galáxia mais remota já visto no Universo. Esta galáxia existiam apenas 400 milhões de anos após o Big Bang e fornece novas pistas sobre a primeira geração de galáxias. Esta é a primeira vez que a distância de um objecto tão longe foi medido a partir do seu espectro, o que torna a medição extremamente fiável. Os resultados serão publicados no Astrophysical Journal.
A ilustração acima mostra uma linha do tempo do universo, que se estende desde os dias de hoje (esquerda) de volta para o Big Bang, 13,8 bilhões de anos atrás (à direita). A galáxia recém-descoberta GN-z11 é a galáxia mais distante descoberto até agora, a um redshift de 11,1, o que corresponde a 400 milhões de anos após o Big Bang. A posição do detentor do recorde anterior também é identificado.
Usando o telescópio da NASA / ESA Hubble, uma equipe internacional de astrônomos mediram a distância para esta nova galáxia, chamada GN-z11. Embora extremamente fraco, a galáxia é extraordinariamente brilhante considerando sua distância da Terra. A medição de distância da GN-z11 fornece forte evidência adicional de que outras galáxias excepcionalmente brilhantes encontradas em imagens anteriores do Hubble são realmente a distâncias extraordinárias, mostrando que estamos fechando sobre as primeiras galáxias que se formaram no Universo.
Anteriormente, os astrônomos tinham estimado distância do GN-z11, analisando a sua cor nas imagens captadas com tanto Hubble eo Telescópio Espacial Spitzer da NASA. Agora, pela primeira vez para uma galáxia a uma distância tão extrema, a equipe usou de Hubble câmera de campo largo 3 (WFC3) para medir com precisão a distância para GN-Z11 espectroscopicamente por dividir a luz em suas cores componentes.
"Nossas observações espectroscópicas revelar a galáxia para ser ainda mais longe do que inicialmente tinha pensado, logo no limite de distância do que o Hubble pode observar", explica Gabriel Brammer do Space Telescope Science Institute e segundo autor do estudo.
Isso coloca GN-z11 a uma distância que já foi pensado apenas para ser acessível com o próximo James Webb Space Telescope da NASA / ESA / CSA (JWST).
Para determinar grandes distâncias, como a de GN-z11, os astrônomos medir o redshift do objeto observado. Este fenómeno é o resultado da expansão do universo; todos os objetos distantes no universo parece estar se afastando de nós e como resultado a sua luz é esticado para comprimentos de onda maiores, mais vermelhas.
Antes de astrônomos determinaram a distância para GN-z11, a galáxia medida mais distante, EGSY8p7, teve um redshift de 8.68.Agora, a equipe confirmou a distância de GN-z11 estar em um redshift de 11,1, o que corresponde a 400 milhões de anos após o Big Bang.
"O recordista anterior foi visto no meio da época em que a luz das estrelas das galáxias primordiais estava começando a aquecer e levantar uma névoa de frio, o gás de hidrogênio," explica o co-autor Rychard Bouwens, da Universidade de Leiden, na Holanda."Este período de transição é conhecida como a era reionização. GN-z11 é observada 150 milhões de anos antes, perto do início desta transição na evolução do Universo. "
A combinação de observações feitas pelo Hubble e Spitzer revelou que a galáxia infantil é 25 vezes menor do que a Via Láctea e tem apenas um por cento da massa da nossa galáxia em estrelas. No entanto, o número de estrelas no recém-nascido GN-z11 está crescendo rapidamente: A galáxia está se formando estrelas a uma taxa de cerca de 20 vezes maior do que a Via Láctea faz hoje.Esta alta taxa de formação de estrelas faz com que a galáxia remota brilhante o suficiente para Hubble para ver e para realizar observações detalhadas.
No entanto, a descoberta também levanta muitas novas questões como a existência de uma galáxia tão brilhante e grande não é previsto pela teoria. "É surpreendente que uma galáxia tão grande existiu apenas 200,000,000-300,000,000 anos após as primeiras estrelas começaram a se formar. É preciso um crescimento muito rápido, produzir estrelas a uma taxa enorme, ter formado uma galáxia que é um bilhão de massas solares tão cedo ", explica Garth Illingworth, da Universidade da Califórnia, Santa Cruz.
Marijn Franx, um membro da equipe da Universidade de Leiden, destaca: ". A descoberta de GN-z11 foi uma grande surpresa para nós, como nossos trabalhos anteriores haviam sugerido que essas galáxias brilhantes não deveria existir tão cedo no Universo" Sua colega Ivo Labbe acrescenta: "a descoberta da GN-z11 mostrou-nos que o nosso conhecimento sobre o início do Universo ainda é muito restrito. Como GN-z11 foi criado permanece um mistério por agora. Provavelmente estamos vendo as primeiras gerações de estrelas que formam em torno de buracos negros? "
Estes resultados fornecem uma visualização tentadora das observações que o Telescópio Espacial James Webb irá executar. "Esta nova descoberta mostra que JWST certamente vai encontrar muitas dessas galáxias jovens que remontam a quando as primeiras galáxias estavam se formando", conclui Illingworth.
O Galaxy diário via http://www.spacetelescope.org
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