domingo, 7 de maio de 2017

A fronteira final do programa Frontier Fields

O telescópio espacial Hubble da NASA/ESA examinou seis bilhões de anos-luz de espaço para resolver características extremamente fracas do aglomerado de galáxias Abell 370 que não foram vistos antes.

aglomerado de galáxias Abell 370

© Hubble (aglomerado de galáxias Abell 370)

O aglomerado de galáxias Abell 370 está  localizado a seis bilhões de anos-luz de distância na constelação Cetus. Os aglomerados de galáxias são as estruturas mais massivas do Universo que são mantidas juntas pela gravidade, geralmente são formados quando grupos menores de galáxias se aglunitaram em colisões cósmicas cada vez maiores. Estes aglomerados podem conter até 1.000 galáxias, juntamente com gás quente intergaláctico que muitas vezes brilha intensamente em comprimentos de onda de raios X, todos ligados principalmente pela gravidade da matéria escura. Já em meados da década de 1980 imagens de alta resolução do aglomerado mostraram que o arco luminoso gigante na parte inferior esquerda da imagem não era uma estrutura curiosa em seu interior, mas sim um fenômeno astrofísico: a imagem através da lente gravitacional de uma galáxia duas vezes mais longe do próprio aglomerado. O Hubble ajudou a mostrar que este arco é composto por duas imagens distorcidas de uma galáxia espiral comum que apenas está situada atrás do aglomerado.

A enorme influência gravitacional do Abell 370 altera a forma do espaço-tempo ao seu redor, fazendo com que a luz das galáxias de fundo se espalhe ao longo de múltiplos caminhos e apareça distorcida e ampliada. O efeito pode ser visto como uma série de estrias e arcos curvos em torno do centro da imagem. Os aglomerados de galáxias massivos podem, portanto, atuar como telescópios naturais, dando aos astrônomos uma visão de perto das galáxias distantes do aglomerado, um vislumbre do Universo em sua infância, apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang.

Esta imagem do Abell 370 foi captada como parte do programa Frontier Fields, que usou 630 horas do tempo de observação do Hubble, com 560 órbitas da Terra. Seis aglomerados de galáxias foram imageados em detalhes requintados, incluindo o Abell 370 que foi o último a ser captado. Uma imagem anterior deste objeto, usando menos tempo de observação e, portanto, não registrando tais detalhes, foi publicada em 2009.

Durante as observações do aglomerado, o Hubble também analisou seis "campos paralelos", regiões próximas aos aglomerados de galáxias que foram visualizadas com os mesmos tempos de exposição que os próprios aglomerados. Cada campo do aglomerado e paralelo foram fotografados em luz infravermelha pela Wide Field Camera 3 (WFC3) e em luz visível pela Advanced Camera for Surveys (ACS).

O programa Frontier Fields produziu as observações mais profundas já feitas sobre os aglomerados de galáxias e as galáxias ampliadas por trás deles. Estas observações auxiliam os astrônomos a entender como estrelas e galáxias emergiram da idade das trevas do Universo, quando o espaço era escuro, opaco e cheio de hidrogênio.

Estudar aglomerados de galáxias massivos como o Abell 370 também ajuda a medir a distribuição de matéria normal e matéria escura dentro de tais aglomerados. Ao estudar suas propriedades através de lentes gravitacionais, os astrónomos determinaram que o Abell 370 contém dois grandes aglomerados de matéria escura, contribuindo para a evidência de que este aglomerado de galáxias é realmente o resultado de dois pequenos aglomerados se fundindo.

Agora que as observações para o programa Frontier Fields estão completas, os astrônomos podem usar o conjunto de dados completo para explorar os aglomerados, seus efeitos de lente gravitacional e as galáxias ampliadas do Universo primordial em detalhes.

Fonte: ESA

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