Astrónomos, utilizando dados do HETDEX (Hobby–Eberly Telescope Dark Energy Experiment), descobriram dezenas de milhares de gigantescos halos de gás hidrogénio, denominados "nebulosas Lyman-alfa", que rodeavam galáxias há 10 a 12 mil milhões de anos. Conhecida como "meio-dia cósmico", esta é uma época no início do Universo em que as galáxias cresciam ao ritmo mais acelerado. Para impulsionar este crescimento, teriam precisado de ter acesso a vastas reservas de hidrogénio gasoso, um elemento fundamental para a formação das estrelas. No entanto, até recentemente, os astrónomos tinham encontrado apenas um punhado destas estruturas essenciais.
Um novo estudo publicado na revista The Astrophysical Journal aumentou agora o número conhecido de halos de hidrogénio em dez vezes: de cerca de 3000 para mais de 33.000. Isto confirma as suspeitas de que não se trata de curiosidades raras. O estudo também amplia a gama de tamanhos conhecidos, fornecendo uma amostra mais representativa para os astrónomos estudarem à medida que continuam a desvendar a origem e a evolução das primeiras galáxias.
"Temos vindo a analisar o mesmo punhado de objetos nos últimos 20 anos", afirmou Erin Mentuch Cooper, gestora de dados do HETDEX e autora principal do estudo. "O HETDEX está a permitir-nos encontrar muitos mais destes halos e a medir as suas formas e tamanhos. Permitiu-nos realmente criar um catálogo estatístico incrível".
O gás hidrogénio é notoriamente difícil de detetar porque não emite luz própria. No entanto, se estiver próximo de um objeto que emita muita energia - por exemplo, uma galáxia ou um grupo de galáxias repleto de estrelas emissoras de radiação UV -, essa energia pode fazer com que o hidrogénio brilhe. Para detetar isto, é necessário dedicar muito tempo a instrumentos de precisão, que são frequentemente muito procurados.
Embora estudos astronómicos anteriores tenham encontrado alguns destes halos, os seus instrumentos só conseguiam captar os exemplos mais brilhantes e extremos. E as observações direcionadas para as galáxias primitivas são normalmente tão ampliadas que excluem todos os halos, exceto os mais pequenos. Como resultado, tudo o que se encontra entre os pequenos e os gigantes permaneceu indetetável.
As observações do HETDEX estão a começar a preencher esta lacuna. Utilizando o Telescópio Hobby-Eberly no Observatório McDonald, está a mapear a posição de mais de um milhão de galáxias na sua busca para compreender a energia escura. "Captámos quase meio petabyte de dados não só sobre estas galáxias, mas também sobre as regiões entre elas", afirmou Karl Gebhardt, investigador principal do HETDEX, presidente do departamento de astronomia da Universidade do Texas em Austin e coautor do artigo científico. "As nossas observações abrangem uma região do céu com mais de 2000 Luas Cheias. O âmbito é enorme e sem precedentes".
"O Telescópio Hobby-Eberly é um dos maiores do mundo", acrescentou Dustin Davis, investigador de pós-doutoramento na UT Austin, cientista do HETDEX e coautor do estudo. "E o instrumento utilizado pelo HETDEX produz 100.000 espetros em cada observação. Por isso, temos enormes quantidades de dados e há todo o tipo de coisas interessantes, divertidas e estranhas à espera de serem descobertas".
Os halos recém-revelados medem entre dezenas de milhares e centenas de milhares de anos-luz de diâmetro. Alguns são tão simples quanto uma nuvem em forma de bola de futebol a envolver uma única galáxia. Outros são manchas irregulares e extensas que contêm múltiplas galáxias. "Esses são os mais divertidos", disse Mentuch Cooper. "Parecem amebas gigantes com tentáculos a estenderem-se pelo espaço".
Para as encontrar, a equipa selecionou as 70.000 mais brilhantes das mais de 1,6 milhões de galáxias primitivas que foram identificadas pelo HETDEX até agora. Com a ajuda de supercomputadores do TACC (Texas Advanced Computing Center), procuraram ver quantas delas apresentavam indícios de um halo circundante: uma região central compacta de hidrogénio e uma nuvem mais fina que se estende para além dela.
Quase metade apresentavam. Além disso, esta fração é provavelmente uma subestimação, explicou Mentuch Cooper. "Suspeitamos que os sistemas mais ténues simplesmente não sejam suficientemente luminosos para revelar plenamente o seu tamanho". A equipa espera que a sua descoberta ajude outros a estudar o Universo primitivo: como as suas estruturas evoluíram, a distribuição da matéria, o movimento dos objetos e muito mais. Com 33.000 halos para estudar, o problema já não será onde encontrá-los, mas sim qual escolher.
"Existem vários modelos para as galáxias nesta época que funcionam em grande parte e parecem fazer sentido, mas há lacunas e falhas", explicou Davis. "Agora podemos concentrar-nos em halos individuais e ver com maior detalhe a física e a mecânica do que se passa. E depois podemos corrigir ou descartar os modelos e tentar novamente".
// HETDEX (comunicado de imprensa)
// Observatório McDonald (comunicado de imprensa)
// Artigo científico (The Astrophysical Journal)
Quer saber mais?
Nebulosa Lyman-alfa:
Wikipedia
HETDEX (Hobby–Eberly Telescope Dark Energy Experiment):
Página principal
Observatório McDonald
HET (Hobby-Eberly Telescope):
Observatório McDonald
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