911: Os cientistas avistaram a galáxia mais distante de sempre

CIÊNCIA/ASTRONOMIA/ASTROFÍSICA

Imagem a três cores de HD1, candidata à galáxia mais distante até à data, criada utilizando dados do telescópio VISTA. O objecto vermelho no centro da inserção é HD1.
Crédito: Harikane et al.

Uma equipa internacional de astrónomos, incluindo investigadores do Centro para Astrofísica |Harvard & Smithsonian, avistou o objecto astronómico mais distante de sempre: uma galáxia.

Chamada HD1, a candidata a galáxia está a cerca de 13,5 mil milhões de anos-luz de distância e foi descrita na revista The Astrophysical Journal. Num artigo de acompanhamento publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, os cientistas começaram a especular exactamente o que é esta galáxia.

A equipa propõe duas ideias: HD1 pode estar a formar estrelas a um ritmo espantoso e possivelmente até é o lar de estrelas de População III, as primeiras estrelas do Universo – que, até agora, nunca foram observadas. Alternativamente, HD1 pode conter um buraco negro super-massivo com cerca de 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol.

“Responder a perguntas sobre a natureza de uma fonte tão distante pode ser um desafio,” diz Fabio Pacucci, autor principal do estudo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, co-autor do artigo de descoberta e astrónomo no Centro para Astrofísica. “É como adivinhar a nacionalidade de um navio a partir da bandeira que exibe, enquanto está longe da costa, com o navio no meio de um vendaval e de um nevoeiro denso.

Talvez se possa ver algumas cores e formas na bandeira, mas não na sua totalidade. É, em última análise, um longo jogo de análise e exclusão de cenários implausíveis.

HD1 é extremamente brilhante no ultravioleta. Para explicar isto, “alguns processos energéticos estão a ocorrer ali ou, melhor ainda, ocorreram há alguns milhares de milhões de anos,” diz Pacucci.

Ao início, os investigadores assumiram que HD1 era uma típica galáxia “starburst”, uma galáxia que cria estrelas a um ritmo elevado. Mas depois de calcular quantas estrelas HD1 estava a produzir, obtiveram “um ritmo incrível – HD1 estaria a formar mais de 100 estrelas por ano. Isto é pelo menos 10 vezes mais do que o que esperamos para estas galáxias.”

Foi aí que a equipa começou a suspeitar que HD1 poderia não estar a formar estrelas normais e quotidianas.

“A primeira população de estrelas que se formaram no Universo eram mais massivas, mais luminosas e mais quentes do que as estrelas modernas,” diz Pacucci. “Se assumirmos que as estrelas produzidas em HD1 são estas primeiras, ou de População III, então as suas propriedades poderiam ser explicadas mais facilmente. De facto, as estrelas de População III são capazes de produzir mais luz UV do que estrelas normais, o que poderia clarificar a luminosidade ultravioleta extrema de HD1.”

No entanto, um buraco negro super-massivo poderia também explicar a luminosidade extrema de HD1. Ao engolir enormes quantidades de gás, podem ser emitidos fotões altamente energéticos pela região em redor do buraco negro.

Se for esse o caso, seria de longe o mais antigo buraco negro super-massivo conhecido, observado muito mais próximo, no tempo, do Big Bang em comparação com o actual detentor do recorde.

“HD1 representaria um ‘bebé gigante na sala de parto’ do Universo primitivo,” diz Avi Loeb, astrónomo do Centro para Astrofísica e co-autor do estudo publicado na Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. “Quebra o desvio para o vermelho mais alto de que há registo por quase um factor de dois, um feito notável”.

HD1 foi descoberta após mais de 1200 horas de tempo de observação com o Telescópio Subaru, o Telescópio VISTA, o UKIRT (United Kingdom Infrared Telescope) e com o Telescópio Espacial Spitzer.

“Foi muito difícil encontrar HD1 por entre mais de 700.000 objectos,” diz Yuichi Harikane, astrónomo da Universidade de Tóquio, que descobriu a galáxia. “A cor vermelha de HD1 correspondia às características esperadas de uma galáxia a 13,5 mil milhões de anos-luz de distância surpreendentemente bem, dando-me alguns arrepios quando a encontrei.”

A equipa realizou então observações de acompanhamento utilizando o ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) para confirmar a distância, que é 100 milhões de anos-luz mais do que GN-z11, a actual detentora do recorde para galáxia mais distante.

Utilizando o Telescópio Espacial James Webb, a equipa de investigação voltará em breve a observar HD1 para verificar a sua distância da Terra. Se os cálculos iniciais se revelarem correctos, HD1 será a galáxia mais distante – e mais antiga – alguma vez registada.

As mesmas observações permitirão à equipa aprofundar a identidade de HD1 e confirmar se uma das suas teorias está correta.

“Formando-se algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, um buraco negro em HD1 deve ter surgido de uma semente massiva a um ritmo sem precedentes,” diz Loeb. “Mais uma vez, a natureza parece ser mais imaginativa do que nós somos.”

Astronomia On-line
12 de Abril de 2022


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