Uma equipe de astrônomos liderada pelos observatórios da Universidade da Califórnia estudou em grande detalhe uma galáxia tão tênue e em condições tão pristinas que age como uma cápsula do tempo, selada logo após o alvorecer do nosso Universo, apenas para ser desvendada pela mais recente tecnologia do Observatório W. M. Keck.
© Subaru (DGSAT I)
Usando o instrumento KCWI (Keck Cosmic Web Imager), a equipe descobriu uma galáxia ultra-difusa (UDG) bizarra e solitária.
Esta galáxia fantasmagórica, de nome DGSAT I, contradiz a teoria atual da formação de UDGs. Todas as UDGs estudadas anteriormente encontram-se em aglomerados galácticos, que informaram a base para a teoria de que já foram galáxias "normais", mas que com o tempo tornaram-se difusas devido a eventos violentos dentro do aglomerado.
Dado que DGSAT I é uma exceção rara de uma UDG descoberta longe de um aglomerado, pode fornecer uma janela mais clara para o passado. Não houve muita atividade em seu redor para manchar a sua composição e evolução. A fim de descobrir o que fez com que esta galáxia fosse tão esparsa no que toca à luz estelar, a equipe usou o KCWI para mapear a composição do objeto.
"A composição química de uma galáxia fornece um registo das condições ambientais durante sua formação, tal como os oligoelementos no corpo humano podem revelar uma vida inteira de hábitos alimentares e exposição a poluentes," disse Aaron Romanowsky, astrônomo dos observatórios da Universidade da Califórnia e Professor Associado do Departamento de Física e Astronomia da Universidade Estatal de San José.
A DGSAT I surpreendeu os pesquisadores com a sua composição química. As galáxias de hoje costumam ter elementos mais pesados, como ferro e magnésio, em comparação com as galáxias primitivas nascidas logo após o Big Bang. Mas o KCWI revelou que a DGSAT I parece ser anêmica; o teor de ferro da galáxia é notavelmente baixo, como se fosse formada a partir de uma nuvem de gás quase pristino, sem estar poluída pela morte de estrelas anteriores (supernovas). E, no entanto, os níveis de magnésio da DGSAT I são normais, consistentes com o que é esperado encontrar nas galáxias modernas. Isto é estranho, porque ambos os elementos são liberados durante as explosões de supernova; normalmente não encontramos um sem o outro.
"Nós não compreendemos esta combinação de poluentes, mas uma das nossas ideias é que as explosões extremas das supernovas fizeram a galáxia pulsar em tamanho durante a sua adolescência, de modo que retém preferencialmente magnésio em relação ao ferro," disse Romanowsky.
As UDGs são uma classe relativamente nova de galáxias descobertas pela primeira vez em 2015. São tão grandes quanto a Via Láctea, mas têm entre 100 e 1.000 vezes menos estrelas do que a nossa Galáxia, o que as torna pouco visíveis e difíceis de estudar.
O instrumento KCWI está construído para superar este obstáculo graças à sua extrema sensibilidade e capacidade para capturar espectros de alta resolução dos objetos mais fracos e mais distantes do nosso Universo como as UDGs.
O KCWI realiza um tipo de observação chamada espectroscopia de campo integral, que capta dados em 3D em vez de 2D. Tradicionalmente, havia duas maneiras de estudar objetos celestes, seja por meio de imagens ou por espectroscopia. Este instrumento quebra a barreira entre os dois. Numa única observação, o KCWI capta a imagem, bem como o espectro de cada pixel na imagem, o que revela as propriedades físicas do objeto, como a composição, a temperatura, a velocidade e mais.
Os cientistas planejam usar o KCWI novamente, desta vez para concluir uma observação mais profunda de outra UDG parecida com DGSAT I; verificando a sua composição em maior detalhe na esperança de desvendar mais dados que possam ajudar os astrônomos a se concentrarem na origem das UDGs.
Os resultados serão publicados na edição de 11 de abril de 2019 da revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Fonte: W. M. Keck Observatory
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