Galáxias massivas já eram muito mais maduras no universo inicial do que o esperado.
Esta é a conclusão de uma equipe internacional de astrônomos que estudou galáxias distantes com o Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). O resultado agora é publicado pelo Observatório Nacional de Radioastronomia. Pesquisadores do The Cosmic Dawn Center do Niels Bohr Institute, University of Copenhagen participaram do projeto, e Seiji Fujimoto, pós-doutorado, explica o objetivo da seguinte forma: “Realizamos a primeira grande pesquisa de comprimentos de onda múltiplos de galáxias distantes, a fim de compreender a fase inicial da formação e evolução das galáxias no Universo. Não esperávamos encontrar tais galáxias maduras, e esta nova informação nos permite agora pintar um quadro mais coerente da condição média no universo primitivo”.
Maturidade inesperada das galáxias em um universo muito jovem A maioria das galáxias se formou quando o universo ainda era muito jovem. Nossa própria galáxia, a Via Láctea, provavelmente começou a se formar 13,6 bilhões de anos atrás, em nosso universo de 13,8 bilhões de anos. Quando o universo tinha apenas dez por cento de sua idade atual (1-1,5 bilhões de anos após o Big Bang), a maioria das galáxias experimentou um “surto de crescimento”. Durante esse tempo, eles acumularam a maior parte de sua massa estelar e outras propriedades, e a quantidade de poeira, conteúdo de metal e suas formas de disco espiral são o que vemos nas galáxias de hoje. Portanto, se quisermos aprender como galáxias como a nossa Via Láctea se formaram, é importante estudar esta época.
O ALMA obteve uma imagem mais coerente da população de galáxias no levantamento ALPINE. As galáxias são consideradas mais maduras quando contêm uma quantidade significativa de poeira e elementos pesados (metais), visto que poeira e metais são subprodutos de estrelas moribundas. Mas as galáxias no universo primordial ainda não tiveram muito tempo para construir estrelas, muito menos ver o fim de sua vida útil, então a equipe de astrônomos não esperava ver muita poeira ou metais.
No entanto, este acabou sendo o caso, e até provou ser mais “a ordem do dia” do que um caso especial na população de galáxias observada no projeto ALPINE (o Grande Programa ALMA para Investigar C + em Tempos Antecipados) . Seiji Fujimoto explica o significado disso: “Às vezes, se toda a galáxia que desejamos observar está obscurecida pela poeira, não podemos obter as informações que procuramos usando telescópios ópticos – telescópios que observam usando luz visível. Mas com o ALMA, um radiotelescópio observando através de comprimentos de onda mais longos invisíveis, somos capazes de ver através do “véu de poeira e gás metálico”.
Novas e surpreendentes descobertas também foram feitas pelo ALMA no processo. O ALMA não só é capaz de obter uma imagem de cada galáxia, mas também pode ver como o gás metálico se move nas galáxias individuais. Como se espera que as galáxias em fase de formação tenham movimentos altamente desordenados, o movimento do gás metálico nos diz algo sobre a maturidade das galáxias. Descobriu-se que, enquanto muitas das galáxias estão colidindo, a equipe também descobriu que várias delas estão girando de forma ordenada, sem sinais de colisões.
Surpreendentemente, a equipe até descobriu uma galáxia cercada por um enorme gás metálico giratório que excede em muito a distribuição estelar. Isso provavelmente significa que o gás metálico foi empurrado para longe da galáxia em movimentos distorcidos por explosões de supernovas ou jatos energéticos e radiação de buracos negros supermassivos, mas formou o disco rotativo ordenado após um tempo suficiente.
O que pode ser considerado “normal” no início do Universo? Esses resultados permitem tirar as conclusões do levantamento sobre qual era a normalidade das galáxias observadas. Seiji Fujimoto explica a busca pela condição padrão da seguinte maneira: “Desta vez, estudamos as galáxias com base nas informações de metal e poeira, algo que não conseguimos adquirir em observações anteriores.
Com base na perspectiva abrangente das galáxias, nos concentramos em obter o que poderíamos chamar de imagem normal no universo primitivo, que define automaticamente o que é incomum ao mesmo tempo e nos permite identificar objetos únicos. A imagem normal nos ajudará a determinar muito melhor a evolução do nosso Universo. Na verdade, os teóricos cosmológicos precisarão dessas novas informações para construir uma imagem teoricamente mais precisa do desenvolvimento do Universo. Além disso, podemos aprender novos eventos cosmológicos ou mecanismos físicos em galáxias por meio de objetos que estão fora do comum. Esta pesquisa contribuirá para a nossa compreensão fundamental do universo do qual fazemos parte “.
Os astrônomos agora desejam apontar o ALMA para galáxias individuais por mais tempo para responder a outras perguntas, como onde a poeira e os metais estão e como eles se movem. Uma comparação dessas propriedades entre as galáxias ricas em pó / metal e pobres em distâncias semelhantes pode responder se as galáxias inesperadamente maduras são formadas com circunstâncias especiais em seus ambientes.
Publicado em 05/11/2020 14h44
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