Você pode pensar que enormes galáxias seriam difíceis de deixar de serem vistas, mas os astrônomos acabaram de encontrar uma pilha delas a bilhões de anos-luz de distância. Trinta e nove galáxias massivas, invisíveis até agora, estão mudando nossa compreensão do Universo primitivo.
“Esta é a primeira vez que uma população tão grande de galáxias massivas foi confirmada durante os primeiros 2 bilhões de anos da vida de 13,7 bilhões de anos do universo. Estes eram anteriormente invisíveis para nós”, disse o astrônomo Tao Wang, da Universidade de Tóquio.
“Esta descoberta contraria os modelos atuais para esse período de evolução cósmica e ajudará a adicionar alguns detalhes, que estão faltando até agora.”
O Universo tem cerca de 13,8 bilhões de anos, o que significa – pelo menos teoricamente – podemos investigar o passado para ver como eram as condições quando as luzes se acendiam.
A luz que está a 10 bilhões de anos-luz de distância, por exemplo, leva 10 bilhões de anos para viajar pelo espaço para nos alcançar; Então, quando vemos algo de tão longe, estamos vendo isso há 10 bilhões de anos.
Em termos práticos, é muito mais difícil. A luz mais distante tem que viajar, mas é mais fraca quando nos alcança. Pense em ver uma tocha a uma distância de 10 metros e a uma distância de 100 metros. É menor e mais fraco na última distância. Aos 1.000 metros, talvez você nem consiga enxergá-lo a olho nu.
E o Universo está se expandindo, o que alonga as ondas de luz enquanto elas viajam pelo espaço, deslocando-as para a extremidade vermelha do espectro. Isso é chamado redshift, e quanto mais longe algo está, mais espaço está se expandindo entre nós e o objeto, aumentando assim o redshift.
Quando o Telescópio Espacial Hubble olhou mais longe no espaço-tempo do que nunca para sua série de imagens Deep Field, capturou um amplo espectro de comprimentos de onda, de ultravioleta a infravermelho próximo, capturando algumas das galáxias mais distantes que já vimos.
Mas essas galáxias recém-descobertas tiveram uma complicação adicional.
“Nós os detectamos no comprimento de onda do infravermelho médio e submilimétrico [entre o infravermelho distante e o microondas]”, disse Wang ao ScienceAlert.
“Essas galáxias são tão escuras no ultravioleta até o infravermelho próximo, porque contêm grande quantidade de poeira que absorve a luz em comprimentos de onda mais curtos.”
Nesses comprimentos de onda, é difícil caracterizar essas galáxias. A espectroscopia, por exemplo, a técnica usada para determinar as propriedades das estrelas com base em um espectro de radiação eletromagnética, torna-se extremamente difícil com uma faixa tão limitada de comprimentos de onda.
No entanto, os pesquisadores ainda foram capazes de determinar que essas galáxias eram substanciais, com densidade espacial duas vezes maior do que as galáxias estelares extremas (a densidade espacial é a quantidade de material espacial – estrelas, planetas e assim por diante) empacotada no espaço de uma galáxia. ocupa, algumas galáxias são mais atoladas do que outras).
Essas antigas galáxias massivas também estão formando novas estrelas a 100 vezes a taxa da Via Láctea hoje.
E quanto mais maciça é uma galáxia, mais massivo é o buraco negro supermassivo em seu núcleo. Um estudo no início deste ano mostrou-nos que esses buracos negros são muito mais comuns no início do Universo do que pensávamos anteriormente, desafiando nossa compreensão de quão rapidamente eles podem se formar.
As galáxias recém encontradas são outra peça do quebra-cabeça.
“A existência desse grande número de galáxias massivas e empoeiradas é inesperada em modelos atuais ou simulações, o que mostra que o Universo pode formar sistemas massivos de forma mais eficiente nos primeiros tempos do que pensávamos”, disse Wang ao ScienceAlert. “Isso traz novos desafios aos teóricos e modeladores”.
E eles também ajudam a resolver outro problema que aborreceu os astrônomos: a grande população de galáxias massivas em baixos redshifts. Pesquisas anteriores do Universo primitivo não haviam encontrado galáxias suficientes para explicar a formação das galáxias massivas que vieram depois.
Com base em seus resultados, a equipe estimou que há muito mais dessas galáxias de alto desvio para o vermelho em massas mais baixas que ainda não detectamos – talvez em torno de 530 por grau quadrado de céu. (Para perspectiva, a Lua Cheia é de meio grau quando vista da Terra.)
“A grande densidade populacional dessa nova população de galáxias maciças ajuda a resolver essa tensão”, disse Wang.
A equipe está planejando realizar mais observações com o Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array para tentar obter informações mais detalhadas sobre o desvio para o vermelho das 39 galáxias, bem como suas taxas de formação de estrelas e teor de poeira.
Mas a análise espectroscópica das galáxias pode ter que esperar até que o Telescópio Espacial James Webb, sucessor do Hubble, seja lançado em 2021.
“Estou ansioso por futuros observatórios como o Telescópio Espacial James Webb, baseado no espaço, para nos mostrar do que essas feras primordiais são realmente feitas”, disse Wang.
A pesquisa foi publicada na Nature. [ https://www.nature.com/articles/s41586-019-1452-4 ]
Publicado em 07/08/2019
Artigo original: https://www.sciencealert.com/astronomers-have-just-found-some-of-the-early-universe-s-missing-galaxies
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