Combinando observações do Universo distante feitas com os observatórios espaciais da ESA Herschel e Planck, os cosmólogos descobriram o que poderão ser os percursores de vastos aglomerados de galáxias que vemos hoje em dia.
© ESA (mapa global do céu realizado pelo Planck)
A imagem acima mostra um mapa global do céu realizado pelo Planck a comprimentos de onda submilimétricos (545 GHz). A banda que percorre o centro corresponde a poeira da Via Láctea. Os pontos negros indicam a posição dos candidatos a proto-aglomerados identificados pelo Planck e subsequentemente observados pelo Herschel.
Galáxias como a nossa Via Láctea, que têm centenas de bilhões de estrelas, não se encontram normalmente isoladas. No Universo de hoje, 13,8 bilhões de anos após o Big Bang, muitas estão em densos aglomerados de dezenas, centenas ou até milhares de galáxias.
No entanto, estes aglomerados não existiram desde sempre, e uma questão essencial da cosmologia moderna é como é que estas estruturas massivas se juntaram no Universo primitivo.
Identificar quando e como se formaram deve fornecer pistas sobre o processo de evolução dos aglomerados de galáxias, incluindo a função desempenhada pela matéria escura na formação destes gigantes cósmicos.
Agora, combinando a força do Herschel e do Planck, os astrônomos descobriram objetos no Universo distante, vistos num momento em que só tinha três bilhões de anos, que podem ser os percursores dos aglomerados que estão hoje à nossa volta.
O objetivo principal do Planck era fornecer um mapa mais preciso dos resquícios da radiação do Big Bang, a radiação cósmica de fundo. Para o fazer, percorreu todo o céu em nove diferentes comprimentos de onda, do infravermelho distante ao rádio, de forma a eliminar a emissão em primeiro plano, da nossa Galáxia e de outras no Universo.
Mas estas fontes em primeiro plano podem ser importantes em outros campos da astronomia e foi nos dados recolhidos nos comprimentos de onda curtos do Planck que os cientistas conseguiram identificar 234 fontes brilhantes com características que indicam que estavam localizadas no Universo primitivo distante.
O Herschel observou então estes objetos, em comprimentos de onda que vão do infravermelho distante até ao submilímetro, mas com uma sensibilidade muito maior. O Herschel revelou que a grande maioria das fontes detectadas pelo Planck são consistentes com densas concentrações de galáxias no Universo primitivo, formando vigorosamente novas estrelas.
Cada uma destas jovens galáxias é vista convertendo gás e poeira em estrelas, a um ritmo de algumas centenas a 1.500 vezes a massa do Sol por ano. Por comparação, hoje em dia, a nossa própria Via Láctea está produzindo estrelas a um ritmo de apenas uma massa solar por ano.
Enquanto os astrônomos não chegaram ainda a uma conclusão relativamente à idade e luminosidade de muitas destas concentrações de galáxias recém-descobertas, são as melhores candidatas alguma vez encontradas de "proto-aglomerados" percursores dos aglomerados grandes e maduros que vemos no Universo de hoje em dia.
"Foram encontradas pistas sobre este tipo de objetos em dados anteriores do Herschel e de outros telescópios, mas a capacidade de ver o céu inteiro do Planck revelou-nos muitos outros candidatos," diz Hervé Dole do Institut d’Astrophysique Spatiale, Orsay, principal autor do estudo. "Ainda temos muito para aprender sobre esta nova população, o que exige mais estudos de acompanhamento com outros observatórios. Mas acreditamos que são uma peça que faltava na formação da estrutura cosmológica."
"Estamos agora prepararando um catálogo extenso de possíveis proto-aglomerados, detetados pelo Planck, o que deve ajudar-nos a identificar ainda mais objetos como estes," acrescenta Ludovic Montier do Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse, que é o cientista principal do catálogo do Planck, de candidatos a fontes de desvio para o vermelho, que está prestes a ser distribuído à comunidade.
"Chegar a este importante resultado foi possível graças à sinergia entre o Herschel e o Planck: os objetos raros foram identificados graças aos dados de céu completo do Planck e depois com o Herschel conseguimos escrutiná-los em detalhe," diz o cientista de projeto da ESA para o Herschel, Göran Pilbratt.
Os dois observatórios espaciais terminaram as suas observações científicas em 2013, mas a sua imensidão de dados continuará ainda a ser explorada por muitos anos.
O estudo foi publicado na revista Astronomy & Astrophysics.
Fonte: Jet Propulsion Laboratory
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