Carbono, carbono em toda parte
Hoje, nosso universo está repleto de carbono – está nas estrelas, planetas, plantas e pessoas – mas quando o Big Bang aconteceu, não havia uma molécula de carbono à vista. Não foi até que as estrelas começaram a atingir a fusão nuclear, de fato, que o elemento surgiu.
Os astrônomos há muito tempo se perguntam como esse carbono se espalhou posteriormente por todo o universo – e os recém-descobertos “casulos” de carbono gasoso em torno de galáxias jovens podem ajudar a resolver o mistério.
Primeira confirmação
Em 16 de dezembro, uma equipe internacional de pesquisadores publicou um novo estudo no Astrophysical Journal. Ele detalha o uso do Atacama Large Millimeter / submillimeter Array para detectar casulos de carbono em torno de galáxias tão distantes que as observações datam de apenas um bilhão de anos após o Big Bang.
Os casulos têm um raio impressionante de 30.000 anos-luz e marcam a primeira confirmação de que estrelas no universo primitivo produziram carbono que se espalhou além de suas galáxias.
Poluição ambiental
Os modelos teóricos atuais do universo não podem explicar os casulos, mas a equipe do ALMA já tem algumas idéias.
“As explosões de supernovas no estágio final da vida estelar expelem elementos pesados ??formados nas estrelas”, disse o pesquisador Rob Ivison em um comunicado à imprensa. “Jatos energéticos e radiação de buracos negros supermassivos no centro das galáxias também podem ajudar a transportar carbono para fora das galáxias e, finalmente, para todo o Universo.”
“Estamos testemunhando esse processo de difusão em andamento”, continuou ele, “a primeira poluição ambiental do Universo”.
Pesquisadores descobriram nuvens gigantes de carbono gasoso a mais de 30.000 anos-luz em torno de galáxias jovens usando o Atacama Large Millimeter / submilimeter Array (ALMA). Esta é a primeira confirmação de que átomos de carbono produzidos dentro de estrelas no início do Universo se espalharam além das galáxias. Nenhum estudo teórico previu grandes casulos de carbono em torno de galáxias em crescimento, o que levanta questões sobre nossa compreensão atual da evolução cósmica.
“Examinamos cuidadosamente o ALMA Science Archive e coletamos todos os dados que contêm sinais de rádio de íons de carbono em galáxias no início do Universo, apenas um bilhão de anos após o Big Bang”, diz Seiji Fujimoto, principal autor do trabalho de pesquisa. um astrônomo da Universidade de Copenhague e um ex-Ph.D. aluno da Universidade de Tóquio. “Ao combinar todos os dados, alcançamos uma sensibilidade sem precedentes. Obter um conjunto de dados da mesma qualidade com uma observação levaria 20 vezes mais do que as observações típicas do ALMA, o que é quase impossível de alcançar. ”
Elementos pesados ??como carbono e oxigênio não existiam no Universo na época do Big Bang. Eles foram formados mais tarde por fusão nuclear em estrelas. No entanto, ainda não se sabe como esses elementos se espalham pelo Universo. Os astrônomos encontraram elementos pesados ??dentro de galáxias bebê, mas não além dessas galáxias, devido à sensibilidade limitada de seus telescópios. Essa equipe de pesquisa resumiu os sinais fracos armazenados no arquivo de dados e aumentou os limites.
“As nuvens gasosas de carbono são quase cinco vezes maiores que a distribuição de estrelas nas galáxias, como observado no Telescópio Espacial Hubble”, explica Masami Ouchi, professora do Observatório Astronômico Nacional do Japão e da Universidade de Tóquio e. “Vimos nuvens difusas, mas enormes, flutuando no universo preto como carvão.”
Então, como os casulos de carbono foram formados? “As explosões de supernovas na fase final da vida estelar expelem elementos pesados ??formados nas estrelas”, diz o professor Rob Ivison, diretor de ciência do Observatório Europeu do Sul. “Jatos energéticos e radiação de buracos negros supermassivos no centro das galáxias também podem ajudar a transportar carbono para fora das galáxias e, finalmente, para todo o Universo. Estamos testemunhando esse processo contínuo de difusão, a primeira poluição ambiental do Universo. ”
A equipe de pesquisa observa que atualmente os modelos teóricos são incapazes de explicar nuvens de carbono tão grandes em torno de galáxias jovens, provavelmente indicando que algum novo processo físico deve ser incorporado em simulações cosmológicas. “As galáxias jovens parecem ejetar uma quantidade de gás rico em carbono que excede em muito a nossa expectativa”, diz Andrea Ferrara, professora da Scuola Normale Superiore di Pisa.
A equipe agora está usando o ALMA e outros telescópios ao redor do mundo para explorar ainda mais as implicações da descoberta de fluxos galácticos e halos ricos em carbono em torno das galáxias.
Estes resultados de observação são publicados como S. Fujimoto et al. “Primeira identificação de 10kpc [CII] Halo em torno de galáxias que formam estrelas em z = 5-7” no Astrophysical Journal em 16 de dezembro de 2019.
Casulos de carbono cercam galáxias em crescimento – ALMA identifica poluição ambiental mais precoce do universo –
Publicado em 18/12/2019
Artigo original:
- https://alma-telescope.jp/en/news/press/carbon-201912
- https://www.nao.ac.jp/en/news/science/2019/20191216-alma.html
- https://futurism.com/the-byte/strange-carbon-cocoons-young-galaxies
Estudo no Astrophysical Journal:
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