ASTRÓNOMOS ENCONTRAM ANÁLOGA DA VIA LÁCTEA NO UNIVERSO JOVEM 31 de dezembro de 2021
Ampliação do "Cavalo Marinho Cósmico" no visível e infravermelho próximo. A galáxia elíptica gigante em primeiro plano, no centro de um enxame de galáxias, amplia e distorce a luz da galáxia distante e que sofre o efeito de lente gravitacional.
Crédito: ESA/Hubble
Uma equipa internacional, que inclui investigadores do Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), utilizou dados combinados de diferentes radiotelescópios localizados na Espanha para estudar o modo de formação estelar numa galáxia quando o Universo tinha menos de 30% da sua idade atual. Revelaram que as propriedades do reservatório molecular de gás são semelhantes às do nosso próprio reservatório na Via Láctea, algo nunca visto até agora no Universo distante. O artigo científico foi publicado na revista The Astrophysical Journal Letters.
Uma questão importante no estudo das galáxias é o modo de formação estelar, quão eficiente é a conversão do gás frio em estrelas. Até agora, as galáxias no início do Universo pareciam formar estrelas de uma forma diferente da observada na nossa própria Galáxia, o que é intrigante. Para lançar luz sobre esta questão, o gás molecular frio, o combustível para a formação das estrelas, é observado com radiotelescópios.
Devido às propriedades físicas do gás hidrogénio molecular (H2), não pode ser observado diretamente no rádio, mas pode ser rastreado através da molécula de monóxido de carbono (CO). E foi isso que a equipa liderada por Nikolaus Sulzenauer, estudante de doutoramento no Instituto Max Planck para Radioastronomia, fez.
Primeiro, os investigadores selecionaram uma galáxia cujo brilho é potenciado por lentes gravitacionais graças a um enxame interveniente de galáxias. Em seguida, procuraram dados de arquivo de missões espaciais infravermelhas em combinação com imagens pelo Telescópio Espacial Hubble.
"A galáxia descoberta sofre fortes efeitos de lentes gravitacionais por um factor de aproximadamente 10 e assim a sua morfologia assemelha-se a um cavalo marinho. Daí a sua alcunha de 'Cavalo Marinho Cósmico', explica Sulzenauer, que realizou este estudo como tese de mestrado na Universidade de Viena sob a supervisão do investigador Helmut Dannerbauer do IAC, que também é coautor do artigo publicado na revista.
O investigador revelou a distância desta galáxia - a luz viajou durante 9,6 mil milhões de anos - graças a observações das linhas de monóxido de carbono com o radiotelescópio de 30 metros do IRAM (Instituto de Radioastronomía Milimétrica) localizado na Sierra Nevada. Juntamente com observações do radiotelescópio Yebes de 40 metros localizado em Yebes, 50 km para nordeste de Madrid e operado pelo IGN (Instituto Geográfico Nacional), as propriedades físicas do combustível da formação estelar através das observações de várias linhas moleculares de gás também puderam ser derivadas.
"É a galáxia mais distante detetada até agora com o radiotelescópio Yebes de 40 metros," observa Dannerbauer, que também destaca a vantagem que o método utilizado na investigação trouxe a estes radiotelescópios: "As lentes gravitacionais transformam praticamente os radiotelescópios IRAM e Yebes em radiotelescópios com tamanhos de 300 e 400 metros, respetivamente, impossíveis de construir."
Através da análise do gás molecular frio, os cientistas descobriram a presença de um mecanismo de formação estelar previamente invisível no "meio-dia cósmico", a época do pico de formação estelar e de atividade de buracos negros no Universo. "A nossa investigação mostrou que esta é uma chamada galáxia de sequência principal, com formação estelar em evolução lenta na época da máxima formação estelar no Universo," acrescenta Bodo Ziegler da Universidade de Viena e coautor do artigo científico.
"Este parece ser o elo que falta entre sistemas com alto e baixo ritmo de formação estelar, como o 'Cavalo Marinho Cósmico'," explica Anastasio Díaz Sánchez, da Universidade Politécnica de Cartagena, que também participou no estudo. Da mesma forma, Susana Iglesias Groth, investigadora do IAC e coautora do artigo, sublinha a relevância desta descoberta, considerando a dificuldade em estudar este tipo de galáxia: "Sem a lente gravitacional teria sido impossível detetar esta galáxia, que tem uma atividade de formação estelar calma, com estes grandes radiotelescópios."
