Como jornalista profissional de astronomia, li um muito de artigos científicos. Imagine minha surpresa ao saber que dois de meus amigos, astrofotógrafos de renome, estiveram trabalhando duro fazendo alguma ciência azul profunda. Se você não conhece as realizações de Ken Crawford e R. Jay Gabany, em breve estará. Entre aqui e deixe-nos dizer por que "isso importa" ...
De acordo com os relatórios de Ken, Cold Dark Matter (ou CDM) é uma teoria de que a maior parte do material do Universo não pode ser vista (escura) e que se move muito lentamente (fria). É a teoria principal que ajuda a explicar a formação de galáxias, grupos de galáxias e até a atual estrutura conhecida do universo. Um dos problemas da teoria é que ela prevê grandes quantidades de pequenas galáxias satélites chamadas galáxias anãs. Essas pequenas galáxias têm cerca de 1000 a massa de nossa Via Láctea, mas o problema é que elas não são observadas. Se essa teoria estiver correta, onde estão todas as enormes quantidades de galáxias anãs que deveriam estar lá?
Entre no caçador profissional de stream estrela, Dr. David Martinez-Delgado. David é o principal pesquisador do Stellar Tidal Stream Survey no Instituto Max-Planck em Heidelberg, Alemanha. Ele acredita que a razão pela qual não vemos grandes quantidades de galáxias anãs é porque elas são absorvidas (comidas) por galáxias maiores como parte da formação das galáxias. Se isso estiver correto, devemos encontrar remanescentes dessas fusões em observações. Esses remanescentes apareceriam como trilhas de detritos de galáxias anãs compostas principalmente por estrelas. Essas trilhas de detritos são chamadas fluxos de estrelas.
"O principal objetivo do nosso projeto é verificar se a frequência de fluxos ao redor de galáxias semelhantes à Via Láctea no universo local é consistente com modelos de MDL semelhantes aos do filme". esclarece o Dr. Martinez-Delgado. “Entretanto, a destruição das maréxas das galáxias não é suficiente para resolver o problema de satélite que faltava na cosmologia do MDL. Até agora, a melhor explicação dada é que alguns halos de matéria escura não são capazes de formar estrelas no interior, isto é, nossa galáxia cercaria algumas centenas de satélites de matéria escura pura. ”
Entre na equipe profissional de caçadores de stream em estrela. A equipe internacional de astrônomos profissionais liderada pelo Dr. David Martinez-Delgado identificou enormes correntes estelares na periferia das galáxias espirais próximas. Com imagens profundas, ele mostrou o processo de canibalismo galáctico que se acredita estar ocorrendo entre a Via Láctea e a galáxia anã de Sagitário. Isto é no nosso próprio quintal! Parte do trabalho está usando modelagem computacional para mostrar como as galáxias maiores se fundem e absorvem as menores.
"Nossa abordagem observacional é baseada em diagramas profundos de magnitude de cor que fornecem distâncias precisas, brilho da superfície e as propriedades da população estelar da região estudada dessa corrente de maré". diz o Dr. Martinez-Delgado (et al). “Essas detecções também são fortes evidências observacionais de que o fluxo de maré descoberto pelo Sloan Digitized Sky Survey é material retirado das marés do anão Sagitário e apóia a idéia de que o fluxo de maré envolve completamente a Via Láctea em uma órbita quase polar. Também confirmamos essas detecções executando simulações numéricas do anão Sagitário mais a Via Láctea. Este modelo reproduz a posição atual e a velocidade do corpo principal de Sagitário e apresenta um longo fluxo de maré formado por interação das marés com o potencial da Via Láctea. ”
Entre na equipe de amadores liderada por R. Jay Gabany. David recrutou um pequeno grupo de astrofotógrafos amadores para ajudar a procurar e detectar esses fósseis estelares e sua dança cósmica em torno das galáxias próximas, mostrando assim por que existem tão poucas galáxias anãs que podem ser encontradas.
“Nossas observações levaram à descoberta de seis estruturas estelares gigantes não detectadas anteriormente nos halos de várias galáxias que provavelmente estão associadas a detritos de satélites que foram rompidos por marés em um passado distante. Além disso, também confirmamos várias estruturas estelares enormes relatadas anteriormente na literatura, mas nunca antes interpretadas como correntes de maré. ” diz a equipe. “Nossa coleção de galáxias apresenta uma variedade de fenômenos de marés exibindo características morfológicas surpreendentemente diversas. Além de identificar grandes características circulares que se assemelham ao córrego Sagitário em torno da Via Láctea, nossas observações descobriram estruturas enormes que se estendem dezenas de kiloparsegs nos halos da espiral central de seus hospedeiros. Também descobrimos conchas remotas, nuvens gigantes de detritos dentro de halos galácticos, características semelhantes a jatos emergentes de discos galácticos e estruturas difusas em larga escala que quase certamente estão relacionadas aos remanescentes de satélites antigos, já completamente destruídos. Juntamente com esses restos de companheiros possivelmente extintos, nossa pesquisa também capturou satélites sobreviventes capturados no ato de perturbação das marés. Algumas delas exibem longas caudas que se estendem para longe do satélite progenitor, muito semelhantes às previsões previstas por simulações cosmológicas. ”
Você pode imaginar como é emocionante fazer parte da ciência azul profunda? Uma coisa é ser um bom astrofotógrafo - mesmo que seja um astrofotógrafo excepcional -, mas ter suas imagens e processamento de alta qualidade a ponto de contribuir para a verdadeira pesquisa astronômica seria uma honra incrível. Basta perguntar a Ken Crawford…
“Há vários anos, fui convidado a fazer parte dessa equipe e fiz várias contribuições para a pesquisa. Estou animado em anunciar que minha última contribuição resultou em uma carta profissional que foi recentemente aceita pelo Astronomical Journal. ” comenta Ken. “Existem algumas coisas que tornam isso muito especial. Um, é que Carlos Frenk, diretor do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham (Reino Unido) e sua equipe descobriram que minha imagem da galáxia NGC7600 era semelhante o suficiente para ajudar a validar seu modelo de computador (simulação) de como as galáxias maiores se formam absorvendo o satélite galáxias anãs e por que não vemos grande número de galáxias anãs hoje. ”
O Dr. Carlos Frenk participou de vários programas de televisão no Ciência e Descoberta canais, para citar alguns, para explicar e mostrar algumas dessas incríveis simulações. Ele é o diretor do Instituto de Cosmologia Computacional da Universidade de Durham (Reino Unido), foi um dos vencedores do Prêmio de Cosmologia de 2011 da Fundação Peter e Patricia Gruber.
“O modelo de matéria escura fria tornou-se o principal quadro teórico para a formação da estrutura no Universo. Esse modelo, juntamente com a teoria da inflação cósmica, faz uma previsão clara das condições iniciais para a formação de estruturas e prevê que as estruturas crescem hierarquicamente através da instabilidade gravitacional. ” diz Frenk (et al). "O teste deste modelo exige que as medições precisas fornecidas por pesquisas com galáxias possam ser comparadas a cálculos teóricos robustos e igualmente precisos".
E isso requer representações muito precisas de estudos. Segundo a equipe, essa pesquisa piloto foi realizada com três observatórios particulares equipados com telescópios de tamanho modesto localizados nos EUA e na Austrália. Cada local de observação apresenta céus muito escuros e claros, com vistas rotineiras a e frequentemente abaixo de 1,5 segundo de arco. Estes telescópios são fabricados pela RC Optical Systems e seguem um design clássico da Ritchey-Chretien. Os observatórios são comandados por computadores no local que permitem operação e controle remotos a partir de qualquer local global com acesso à Internet em banda alta. Cada observatório utiliza um software de controle de área de trabalho remota comprovado e amplamente disponível. A orquestração robótica de todas as funções de observatório e instrumento, incluindo aquisição múltipla de alvos e execução de dados, é realizada usando o software de script disponível. O uso adicional de um instrumento de campo amplo foi empregado para as galáxias com um tamanho angular estendido. Para isso, eles selecionaram o Astro Physics Starfire 160EDF6, um refrator de abertura de curta distância focal (f / 7) de 16 cm que fornece um FOV de 73,7 × 110,6 arcmin. Mas é mais do que apenas tirar uma foto. O astrofotógrafo precisa entender completamente o que precisa ser extraído da exposição. É mais do que apenas tirar uma "foto bonita" ... é o que importa.
A formação de galáxias de conchas no universo frio de matéria escura de Kenneth Crawford no Vimeo.
"A galáxia que quero mostrar a você tem alguns recursos especiais chamados" conchas ". Eu tive que criar imagens muito profundas para detectar essas estruturas e processá-las cuidadosamente para que você possa ver as delicadas estruturas internas. ” explica Crawford. “O nome da galáxia é NGC7600 e essas estruturas de casca não foram capturadas também nesta galáxia antes. O filme acima mostra minha imagem do NGC7600 misturando-se à simulação aproximadamente no ponto em que as conchas começam a se formar. O filme abaixo mostra a simulação completa. ”
"O que é inovador é que a simulação usa a teoria da matéria escura fria modelando os halos de matéria escura das galáxias e, como você pode ver, é bastante convincente". conclui Crawford. "Então agora todos vocês sabem por que não observamos muitas galáxias anãs no Universo."
Mas podemos observar uma ciência incrível feita por alguns amigos incríveis. É o que importa ...
Para Leitura Adicional: Rastreando a Corrente de Maré do Norte da Galáxia Esferoidal Anã de Sagitário, Correntes de Maré Estelares em Galáxias Espirais do Volume Local, Carlos Frenk, Simulações da formação, evolução e agrupamento de galáxias e quasares, Formação de galáxias semelhantes ao NGC 7600 na cosmogonia da matéria escura e fria, Star Stream Survey Images By Ken Crawford e não deixe de conferir a zoomable Full Size Image do NGC 7600 feita por Ken Crawford. Agradecemos a todos por compartilharem seu trabalho conosco!
