Usando a sua própria visão infravermelha para observar 9 mil milhões de anos no passado, o Telescópio Espacial Hubble descobriu uma extraordinária população de jovens galáxias anãs repletas de formação estelar. Embora as galáxias anãs sejam o tipo mais comum de galáxias no Universo, a veloz formação estelar observada nestes recém-descobertos exemplos pode forçar os astrónomos a reavaliar o seu conhecimento dos processos de formação galáctica.
As galáxias são em média cem vezes menos massivas que a Via Láctea, mas mesmo assim fabricam estrelas a uma velocidade tão estonteante que o seu conteúdo estelar duplicaria em apenas 10 milhões de anos. Em comparação, a Via Láctea demoraria 10.000 vezes mais a duplicar sua população estelar.
Estima-se que o Universo tenha 13,7 mil milhões de anos, e estas galáxias recém-descobertas são extremas mesmo para o Universo jovem -- quando a maioria das galáxias formava estrelas a maiores velocidades do que hoje em dia. Os astrónomos que usavam os instrumentos do Hubble foram capazes de avistar as galáxias porque a radiação de estrelas jovens e quentes fez com que o oxigénio no gás em redor brilhasse como um letreiro em néon.
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Esta imagem revela 18 galáxias pequenas avistadas pelo Hubble. As galáxias anãs, vistas aqui nas pequenas imagens, existiram há 9 mil milhões de anos e borbulham com formação estelar.
Crédito: NASA, ESA, A. van der Wel (Instituto Max Planc para a Astronomia), H. Ferguson e A. Koekemoer (STScI), e equipa CANDELS
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"Só recentemente é que os astrónomos foram capazes de observar zonas minúsculas do céu com a sensibilidade necessária para detectar estas galáxias," afirma Arjen van der Wel do Instituto Max Planck para a Astronomia em Heidelberg, Alemanha, autor principal de um artigo a ser publicado na edição online de 14 de Novembro da revista The Astrophysical Journal. "Não estávamos especificamente à procura destas galáxias, mas sobressaíram devido às suas cores invulgares."
As observações faziam parte do CANDELS (Cosmic Assembly Near-infrared Deep Extragalactic Legacy Survey), um ambicioso estudo de três anos com o objectivo de analisar as galáxias mais distantes do Universo. O CANDELS é o primeiro censo de galáxias anãs nesta época primordial.
"Além das imagens, o Hubble capturou o espectro, que nos mostra o oxigénio num punhado de galáxias e confirma a sua natureza de extrema formação estelar," afirma a co-autora Amber Straughn do Centro Aeroespacial Goddard da NASA em Greenbelt, Maryland, EUA. "O espectro é como as impressões digitais. Diz-nos a composição química das galáxias."
As observações resultantes estão um pouco em desacordo com estudos detalhados recentes de galáxias anãs que orbitam como satélites da Via Láctea.
"Estes corpos sugerem que a formação estelar era um processo relativamente lento, esticando-se ao longo de milhares de milhões de anos," explicou Harry Ferguson do Instituto Científico do Telescópio Espacial (STScI) em Baltimore, Maryland, EUA, co-líder do estudo CANDELS. "Os achados do CANDELS da existência de galáxias com aproximadamente o mesmo tamanho que formavam estrelas a velocidades muito rápidas força-nos a reexaminar o que pensávamos acerca da evolução galáctica de anãs."
A equipa CANDELS descobriu as 69 jovens galáxias anãs em imagens perto do infravermelho obtidas com a câmara WFC3 (Wide Field Camera 3) e a câmara ACS (Advanced Camera for Surveys).
As observações sugerem que as galáxias recém-descobertas eram muito comuns há 9 mil milhões de anos atrás. No entanto, é um mistério o porquê destas galáxias anãs fabricarem estrelas a tal estonteante velocidade. As simulações computacionais mostram que a formação estelar em galáxias pequenas pode ser episódica. O gás arrefece e colapsa para formar estrelas. As estrelas por sua vez reaquecem o gás e expelem-no, tal como em explosões de supernova. Após algum tempo, o gás arrefece e colapsa novamente, produzindo nova formação estelar, continuando o ciclo.
"Embora estas previsões teóricas possam providenciar pistas para explicar a formação estelar nestas galáxias recém-descobertas, a formação estelar é muito mais intensa do que as simulações conseguem reproduzir," afirma van der Wel.
O Telescópio Espacial James Webb, um observatório infravermelho com lançamento previsto ainda para esta década, será capaz de estudar estas ténues galáxias, e até numa era anterior, revelar a sua composição química, e proporcionar mais detalhes sobre a sua formação.
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Wikipedia |
