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HERSCHEL E PLANCK ENCONTRAM PISTA QUE FALTAVA PARA EXPLICAR A FORMAÇÃO DE ENXAMES GALÁCTICOS
3 de abril de 2015

 

Combinando observações do Universo distante feitas com os observatórios espaciais da ESA Herschel e Planck, os cosmólogos descobriram o que poderão ser os percursores de vastos enxames de galáxias que vemos hoje em dia.

Galáxias como a nossa Via Láctea, que têm centenas de milhares de milhões de estrelas, não se encontram normalmente isoladas. No Universo de hoje, 13,8 mil milhões de anos após o Big Bang, muitas estão em densos enxames de dezenas, centenas ou até milhares de galáxias.

No entanto, estes aglomerados não existiram desde sempre, e uma questão essencial da cosmologia moderna é como é que estas estruturas massivas se juntaram no Universo primitivo.

Identificar quando e como se formaram deve fornecer pistas sobre o processo de evolução dos enxames de galáxias, incluindo o papel desempenhado pela matéria negra na formação destas gigantes cósmicos.

Agora, combinando a força do Herschel e do Planck, os astrónomos descobriram objetos no Universo distante, vistos numa altura em que só tinha três mil milhões de anos, que podem ser os percursores dos aglomerados que estão hoje à nossa volta.

O objetivo principal do Planck era fornecer um mapa mais preciso dos resquícios da radiação do Big Bang, a radiação cósmica de fundo. Para o fazer, percorreu todo o céu em nove diferentes comprimentos de onda, do infravermelho distante ao rádio, de forma a eliminar a emissão em primeiro plano, da nossa Galáxia e de outras no Universo.

Mas estas fontes em primeiro plano podem ser importantes noutros campos da astronomia e foi nos dados recolhidos nos comprimentos de onda curtos do Planck que os cientistas conseguiram identificar 234 fontes brilhantes com características que indiciam que estavam localizadas no Universo primitivo distante.

O Herschel observou então estes objetos, em comprimentos de onda que vão do infravermelho distante até ao submilímetro, mas com uma sensibilidade muito maior.

O Herschel revelou que a grande maioria das fontes detetadas pelo Planck são consistentes com densas concentrações de galáxias no Universo primitivo, formando vigorosamente novas estrelas.

Cada uma destas jovens galáxias é vista a converter gás e poeira em estrelas, a um ritmo de algumas centenas a 1500 vezes a massa do Sol por ano. Por comparação, hoje em dia, a nossa própria Via Láctea está a produzir estrelas a um ritmo de apenas uma massa solar por ano.

Enquanto os astrónomos não chegaram ainda a uma conclusão relativamente à idade e luminosidade de muitas destas concentrações de galáxias recém-descobertas, são as melhores candidatas alguma vez encontradas de "proto-enxames"- percursores dos aglomerados grandes e maduros que vemos no Universo de hoje em dia.

"Foram encontradas pistas sobre este tipo de objetos em dados anteriores do Herschel e de outros telescópios, mas a capacidade de ver o céu inteiro do Planck revelou-nos muitos outros candidatos," diz Hervé Dole do Institut d’Astrophysique Spatiale, Orsay, principal autor do estudo publicado na revista Astronomy & Astrophysics.

"Ainda temos muito para aprender sobre esta nova população, o que exige mais estudos de acompanhamento com outros observatórios. Mas acreditamos que são uma peça que faltava na formação da estrutura cosmológica."

"Estamos agora a preparar um catálogo extenso de possíveis proto-enxames, detetados pelo Planck, o que deve ajudar-nos a identificar ainda mais objetos como estes," acrescenta Ludovic Montier do Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, que é o cientista principal do catálogo do Planck, de candidatos a fontes de desvio para o vermelho, que está prestes a ser distribuído à comunidade.

"Chegar a este importante resultado foi possível graças à sinergia entre o Herschel e o Planck: os objetos raros foram identificados graças aos dados de céu completo do Planck e depois com o Herschel conseguimos escrutiná-los em detalhe," diz o cientista de projeto da ESA para o Herschel, Göran Pilbratt.

"Os dois observatórios espaciais terminaram as suas observações científicas em 2013, mas a sua imensidão de dados continuará ainda a ser explorada por muitos anos."

Links:

Cobertura da missão Planck pelo Núcleo de Astronomia do CCVAlg:
06/02/2015 - Planck revela que primeiras estrelas nasceram tarde
02/02/2015 - Planck: ondas gravitacionais permanecem elusivas
18/03/2014 - Primeira evidência directa da inflação cósmica
22/03/2013 - Planck revela um Universo quase perfeito
17/01/2012 - Instrumento HFI do Planck completa estudo do Universo primordial
06/07/2010 - Imagem global do céu revela neblina galáctica por cima de fundo cósmico
18/05/2009 - Herschel e Planck lançados com sucesso
13/05/2009 - Satélite Planck pronto para medir o Big Bang

Notícias relacionadas:
ESA (comunicado de imprensa)
NASA (comunicado de imprensa)
Artigo científico (Astronomy & Astrophysics)
Universidade do Arizona
Astronomy
AstronomyNow
science 2.0
PHYSORG
Wired
(e) Science News
Rádio Renascença
ZAP.aeiou

Universo:
Universo (Wikipedia)
Idade do Universo (Wikipedia)
Estrutura a grande-escala do Universo (Wikipedia)
Big Bang (Wikipedia)
Cronologia do Big Bang (Wikipedia)

Radiação cósmica de fundo em micro-ondas:
Wikipedia

Observatório Planck:
ESA (ciência e tecnologia)
ESA (centro científico)
ESA (página de operações)
NASA
Wikipedia

Observatório Espacial Herschel:
ESA (ciência e tecnologia)
ESA (centro científico)
ESA (página de operações)
NASA
Caltech
Wikipedia


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Mapa global do céu pelo Planck a comprimentos de onda submilimétricos (545 GHz). A banda que percorre o centro corresponde a poeira da Via Láctea. Os pontos negros indicam a posição dos candidatos a proto-enxame identificados pelo Planck e subsequentemente observados pelo Herschel. As imagens à volta do mapa global mostram alguma das observações feitas pelo instrumento SPIRE do Herschel; o contornos representam a densidade das galáxias.
Crédito: ESA e Colaboração Planck/H. Dole, D. Guéry & G. Hurier, IAS/Universidade de Paris-Sul/CNRS/CNES
(clique na imagem para ver versão maior)


Sumário da história de quase 14 mil milhões de anos do Universo, mostrando em particular os eventos que contribuíram para a radiação cósmica de fundo em micro-ondas (CMB ou Cosmic Background Radiation).
O cronograma da secção superior da ilustração mostra uma impressão de artista da evolução do cosmos em larga escala. Os processos variam entre a inflação, a breve era de expansão acelerada do Universo quando tinha apenas uma pequena fração de um segundo, a libertação da CMB, a forma mais antiga de luz do Universo, impressa no céu quando o cosmos tinha apenas 380.000 anos; e da "Idade das Trevas" até ao nascimento das primeiras estrelas e galáxias, que reionizaram o Universo quanto tinha apenas algumas centenas de milhões de anos, até ao presente.
Pequenas flutuações quânticas geradas durante o período inflacionário são as sementes das estruturas futuras: as estrelas e galáxias de hoje. Depois do fim da inflação, as partículas de matéria escura começaram a aglomerar-se em torno destas sementes cósmicas, construindo lentamente uma teia cósmica de estruturas. Mais tarde, depois da libertação da CMB, a matéria normal começou a cair na direção destas estruturas, eventualmente dando origem às estrelas e galáxias.
As imagens circulares na secção inferior mostram ampliações de alguns processos microscópicos que tiveram lugar durante a história cósmica: desde pequenas flutuações geradas durante a inflação, até à sopa densa de luz e partículas que preencheram o Universo jovem; passando pela última dispersão de luz pelos eletrões, que deram origem à CMB e à sua polarização, até à reionização do Universo, provocada pelas primeiras estrelas e galáxias, que induziram polarização adicional na CMB.
Crédito: ESA (clique na imagem para ver versão maior)

 
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