Uma nova visão do Telescópio Espacial Hubble mostra algumas das primeiras galáxias brilhantes a surgir no Universo, aparecendo cerca de 13 bilhões de anos atrás, ou 900 milhões de anos após o Big Bang. Galáxias como essas não eram visíveis 700 milhões de anos após o Big Bang, então galáxias menores devem ter se fundido rapidamente para que fiquem grandes e brilhantes. As descobertas foram feitas no Campo Ultra Profundo Hubble e nos Campos de Pesquisa Profunda do Grande Observatório.
Uma busca sistemática pelas primeiras galáxias brilhantes a se formar no universo primitivo revelou um salto dramático no número dessas galáxias há cerca de 13 bilhões de anos atrás. Essas observações dos estágios iniciais da evolução das galáxias fornecem novas evidências para a teoria hierárquica da formação de galáxias - a idéia de que grandes galáxias se formaram ao longo do tempo à medida que galáxias menores colidiram e se fundiram.
Os astrônomos Rychard Bouwens e Garth Illingworth, da Universidade da Califórnia, em Santa Cruz, usaram o Telescópio Espacial Hubble para explorar a formação de galáxias durante os primeiros 900 milhões de anos após o Big Bang. Eles relataram suas últimas descobertas na edição de 14 de setembro da revista Nature.
Observações profundas em três manchas escuras do céu - os campos Ultra Hub Deep Field e Great Observatories Origins Deep Survey - coletaram a fraca luz emitida 13 bilhões de anos atrás por estrelas em galáxias primitivas. Somente as galáxias mais brilhantes podiam ser detectadas a grandes distâncias.
“Esses são os dados ópticos e infravermelhos mais profundos já obtidos. Estamos analisando um estágio muito inicial da criação de galáxias ”, disse Illingworth, professor de astronomia e astrofísica da UCSC.
Os pesquisadores observaram centenas de galáxias brilhantes em cerca de 900 milhões de anos após o Big Bang. Mas quando olharam mais profundamente, cerca de 200 milhões de anos antes, encontraram apenas um. O relaxamento dos critérios de busca resultou em mais alguns candidatos, mas claramente muitas mudanças ocorreram durante esses 200 milhões de anos, disse Illingworth.
“As galáxias maiores e mais luminosas simplesmente não existiam 700 milhões de anos após o Big Bang. No entanto, 200 milhões de anos depois, havia muitos outros, então deve ter havido muita fusão de galáxias menores durante esse período ”, disse ele.
Os astrônomos podem determinar quando a luz foi emitida de uma fonte distante por seu desvio para o vermelho, uma medida de como a expansão do universo esticou os comprimentos de onda da luz à medida que ela viajava pelo espaço através de grandes distâncias. Bouwens, pós-doutorado na UCSC e primeiro autor do artigo da Nature, desenvolveu um software para filtrar sistematicamente os dados do Hubble em busca de galáxias com alto desvio para o vermelho.
Os dados vieram de dois instrumentos poderosos no Hubble, a Câmera Avançada para Pesquisas (ACS) e a Câmera Infravermelha Próxima e o Espectrógrafo de Objetos Múltiplos (NICMOS). Os pesquisadores compararam o número de galáxias detectadas em um desvio para o vermelho de 7 a 8 (700 milhões de anos após o Big Bang) com o que eles esperavam encontrar se a população de galáxias fosse semelhante à população observada no desvio para o vermelho 6 (200). milhões de anos depois). Dependendo do rigor de seus critérios de seleção, eles encontraram uma galáxia onde esperariam 10 ou quatro onde esperariam 17.
"Nossa abordagem fornece uma maneira muito quantitativa de medir o acúmulo de estrutura no universo, para que possamos ver com que rapidez ela mudou ao longo do tempo, à medida que as galáxias menores se fundiram para formar as maiores", disse Bouwens.
As galáxias observadas nesta pesquisa são muito menores que a nossa Via Láctea e outras galáxias gigantes vistas hoje no universo próximo. Essas galáxias primitivas também estavam em chamas com a formação de estrelas, emitindo luz azulada que foi mudada para luz vermelha durante sua jornada de 13 bilhões de anos para os detectores sensíveis do Hubble.
"É incrível que possamos olhar para trás em 13 bilhões de anos. Estamos observando galáxias que já evoluíram a partir de precursores menores, mas apenas algumas centenas de milhões de anos após a formação das primeiras estrelas ", disse Illingworth.
Se a Via Láctea é um cidadão galáctico, essas galáxias são crianças pequenas ou pré-escolares. Por enquanto, os pesquisadores não conseguem detectar as galáxias infantis ainda menores que devem ter se fundido para formar essas primeiras galáxias brilhantes.
Mas as sementes dessas primeiras galáxias podem ser vistas na radiação cósmica de fundo em microondas, medida mais recentemente e com precisão pela Sonda de Anisotropia por Microondas Wilkinson (WMAP), que mostra pequenas flutuações de densidade em um universo notavelmente homogêneo cerca de 400.000 anos após o Grande Bang.
“Muito cedo na evolução do universo, tudo foi muito tranquilo. Mas, com o tempo, o universo se tornou cada vez mais desajeitado à medida que a gravidade atraía mais matéria para as áreas mais densas ”, disse Bouwens. "Nossas observações das primeiras galáxias nos permitem medir a rapidez com que o universo evoluiu de aglomerados menores para maiores".
A detecção das primeiras galáxias a serem formadas será possível com o sucessor do Hubble, o Telescópio Espacial James Webb, atualmente planejado para lançamento em 2013, disse Illingworth. Informações adicionais sobre a pesquisa das primeiras galáxias estão disponíveis na web em http://firstgalaxies.ucolick.org/.
Fonte original: Comunicado de imprensa da UCSC
