eso1812pt-br — Nota de imprensa científica

Megafusões de galáxias antigas

ALMA e APEX descobrem enormes conglomerados de galáxias em formação no Universo primordial

25 de Abril de 2018, Sao Carlos

Os telescópios ALMA e APEX investigaram o espaço profundo — numa época em que o Universo tinha apenas um décimo da sua idade atual — e observaram enormes amontoados cósmicos em formação: colisões iminentes de jovens galáxias com formação estelar explosiva. Os astrônomos pensavam que estes eventos teriam ocorrido cerca de 3 bilhões de anos após o Big Bang, por isso ficaram surpreendidos quando estas novas observações revelaram estes fenômenos acontecendo quando o Universo tinha apenas metade desta idade! Pensa-se que estes sistemas antigos de galáxias estejam construindo as maiores estruturas conhecidas no Universo: os aglomerados de galáxias.

Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) e do Atacama Pathfinder Experiment (APEX), duas equipes internacionais de cientistas, lideradas por Tim Miller da Dalhousie University no Canadá e da Yale University nos EUA e Iván Oteo da University of Edinburgh no Reino Unido, descobriram concentrações surpreendentemente densas de galáxias prestes a coalescer, originando os núcleos do que eventualmente se tornarão enormes aglomerados de galáxias.

Observando profundamente, a 90% da distância do Universo observável, a equipe de Miller observou um protoaglomerado de galáxias chamado SPT2349-56. A luz emitida por este objeto começou a viajar até nós quando o Universo tinha apenas um décimo da sua idade atual.

As galáxias individuais que compõem este denso amontoado cósmico são galáxias com formação explosiva de estrelas e por isso a concentração de formação estelar vigorosa nesta região tão compacta torna-a de longe a região mais ativa já observada no Universo jovem. Nascem milhares de estrelas por ano neste local, em comparação com apenas uma por ano na nossa Via Láctea.

A equipe de Oteo tinha já descoberto, ao combinar observações do ALMA e do APEX, uma megafusão semelhante constituída por dez galáxias empoeiradas a formar estrelas, à qual chamou “núcleo vermelho poeirento”, devido à sua cor muito vermelha.

Iván Oteo explica porque é que estes objetos são inesperados: “Pensa-se que o tempo de vida das galáxias poeirentas com formação estelar explosiva é relativamente curto, uma vez que estes objetos consomem o seu gás a uma taxa enorme. A qualquer momento, em qualquer canto do Universo, estas galáxias são geralmente uma minoria. Por isso, encontrar diversas galáxias deste tipo brilhando ao mesmo tempo é bastante intrigante e algo que precisamos ainda compreender.

Estes aglomerados de galáxias em formação foram inicialmente descobertos como tênues manchas de luz, em observações levadas a cabo pelo South Pole Telescope e pelo Herschel Space Observatory. Observações subsequentes obtidas pelo ALMA e pelo APEX mostraram que se tratavam de estruturas incomuns e confirmaram que a sua luz tinha origem muito mais cedo do que o esperado — apenas 1,5 bilhões de anos após o Big Bang.

As novas observações de alta resolução do ALMA revelaram finalmente que as duas manchas brilhantes descobertas pelo SPT e pelo Herschel não eram objetos individuais, mas sim estruturas compostas por 14 e 10 galáxias individuais de grande massa, respectivamente, cada uma dentro de um raio comparável à distância entre a Via Láctea e as vizinhas Nuvens de Magalhães.

Estas descobertas feitas pelo ALMA são apenas a ponta do iceberg. Observações adicionais obtidas com o telescópio APEX mostram que o número real de galáxias com formação estelar é provavelmente três vezes maior. Estão atualmente sendo feitas observações com o instrumento MUSE montado no VLT do ESO, que estão efetivamente a identificar galáxias adicionais,” comenta Carlos de Breuck, astrônomo no ESO.

Atuais modelos teóricos e de computador sugerem que protoaglomerados tão massivos como estes deveriam levar muito mais tempo a desenvolverem-se. Utilizando os dados ALMA, com muito mais resolução e sensibilidade, como entrada em sofisticadas simulações de computador, os investigadores podem estudar a formação de aglomerados a ocorrer a menos de 1,5 bilhões de anos após o Big Bang.

Como é que este amontoado de galáxias se tornou tão grande em tão pouco tempo é ainda um mistério, uma vez que claramente não foi sendo construído gradualmente ao longo de bilhões de anos como os astrônomos pensavam. Esta descoberta nos dá a tremenda oportunidade de estudar como é que galáxias massivas se juntaram para formar enormes aglomerados de galáxias,” diz Tim Miller, candidato a doutoramento na Universidade de Yale e autor principal de um dos artigos científicos que descreve estes resultados.

Mais Informações

Este trabalho foi descrito em dois artigos científicos: “The Formation of a Massive Galaxy Cluster Core at z = 4.3”, de T. Miller et al., que será publicado na revista Nature; e “An Extreme Proto-cluster of Luminous Dusty Starbursts in the Early Universe”, de I. Oteo et al., que foi publicado na revista especializada Astrophysical Journal.

A equipe de Miller é composta por: T. B. Miller (Dalhousie University, Halifax, Canadá; Yale University, New Haven, Connecticut, EUA), S. C. Chapman (Dalhousie University, Halifax, Canadá; Institute of Astronomy, Cambridge, RU), M. Aravena (Universidad Diego Portales, Santiago, Chile), M. L. N. Ashby (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA), C. C. Hayward (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA; Center for Computational Astrophysics, Flatiron Institute, New York, New York, EUA), J. D. Vieira (University of Illinois, Urbana, Illinois, EUA), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Alemanha), A. Babul (University of Victoria, Victoria, Canadá), M. Béthermin (Aix-Marseille Université, CNRS, LAM, Laboratoire d’Astrophysique de Marseille, Marseille, França), C. M. Bradford (California Institute of Technology, Pasadena, California, EUA; Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, California, EUA), M. Brodwin (University of Missouri, Kansas City, Missouri, EUA), J. E. Carlstrom (University of Chicago, Chicago, Illinois, EUA), Chian-Chou Chen (ESO, Garching, Alemanha), D. J. M. Cunningham (Dalhousie University, Halifax, Canadá; Saint Mary’s University, Halifax, Nova Scotia, Canadá), C. De Breuck (ESO, Garching, Alemanha), A. H. Gonzalez (University of Florida, Gainesville, Florida, EUA), T. R. Greve (University College London, Gower Street, London, RU), Y. Hezaveh (Stanford University, Stanford, California, EUA), K. Lacaille (Dalhousie University, Halifax, Canadá; McMaster University, Hamilton, Canadá), K. C. Litke (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, EUA), J. Ma (University of Florida, Gainesville, Florida, EUA), M. Malkan (University of California, Los Angeles, California, EUA) , D. P. Marrone (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, EUA), W. Morningstar (Stanford University, Stanford, California, EUA), E. J. Murphy (National Radio Astronomy Observatory, Charlottesville, Virginia, EUA), D. Narayanan (University of Florida, Gainesville, Florida, EUA), E. Pass (Dalhousie University, Halifax, Canadá), University of Waterloo, Waterloo, Canadá), R. Perry (Dalhousie University, Halifax, Canadá), K. A. Phadke (University of Illinois, Urbana, Illinois, EUA), K. M. Rotermund (Dalhousie University, Halifax, Canadá), J. Simpson (University of Edinburgh, Royal Observatory, Blackford Hill, Edinburgh; Durham University, Durham, RU), J. S. Spilker (Steward Observatory, University of Arizona, Tucson, Arizona, EUA), J. Sreevani (University of Illinois, Urbana, Illinois, EUA), A. A. Stark (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, EUA), M. L. Strandet (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Alemanha) e A. L. Strom (Observatories of The Carnegie Institution for Science, Pasadena, California, EUA).

A equipe de Oteo é composta por: I. Oteo (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, RU; ESO, Garching, Alemanha), R. J. Ivison (ESO, Garching, Alemanha; Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, RU), L. Dunne (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, RU; Cardiff University, Cardiff, RU), A. Manilla-Robles (ESO, Garching, Alemanha; University of Canterbury, Christchurch, Nova Zelândia), S. Maddox (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, RU; Cardiff University, Cardiff, RU), A. J. R. Lewis (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, RU), G. de Zotti (INAF-Osservatorio Astronomico di Padova, Padova, Itália), M. Bremer (University of Bristol, Tyndall Avenue, Bristol, RU), D. L. Clements (Imperial College, London, RU), A. Cooray (University of California, Irvine, California, EUA), H. Dannerbauer (Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Espanha; Universidad de La Laguna, Dpto. Astrofísica, La Laguna, Tenerife, Espanha), S. Eales (Cardiff University, Cardiff, RU), J. Greenslade (Imperial College, London, RU), A. Omont (CNRS, Institut d’Astrophysique de Paris, Paris, França; UPMC Univ. Paris 06, Paris, França), I. Perez–Fournón (University of California, Irvine, California, EUA; Instituto de Astrofísica de Canarias, La Laguna, Tenerife, Espanha), D. Riechers (Cornell University, Space Sciences Building, Ithaca, New York, EUA), D. Scott (University of British Columbia, Vancouver, Canadá), P. van der Werf (Observatório de Leiden, Universidade de Leiden, Leiden, Holanda), A. Weiß (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Alemanha) e Z-Y. Zhang (Institute for Astronomy, University of Edinburgh, Royal Observatory, Edinburgh, RU; ESO, Garching, Alemanha).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a investigação em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO tem 15 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e operação de observatórios astronômicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrônomos importantes descobertas científicas. O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de cooperação na investigação astronômica. O ESO mantém em funcionamento três observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope e o Interferômetro do Very Large Telescope, o observatório astronômico óptico mais avançado do mundo, além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronômico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1812, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contato local para a imprensa. O representante brasileiro é Gustavo Rojas, da Universidade Federal de São Carlos. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Gustavo Rojas.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso1812pt-br
Nome:SPT2349-56
Tipo:Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, Atacama Pathfinder Experiment
Instruments:LABOCA
Science data:2018Natur.556..469M
2018ApJ...856...72O

Imagens

Concepção artística de uma megafusão de galáxias antigas
Concepção artística de uma megafusão de galáxias antigas
Imagens SPT, APEX e ALMA de um protoaglomerado de galáxias
Imagens SPT, APEX e ALMA de um protoaglomerado de galáxias

Vídeos

ESOcast 157 Light: Amontoados de galáxias antigas (4K UHD)
ESOcast 157 Light: Amontoados de galáxias antigas (4K UHD)
Concepção artística de uma megafusão de galáxias antigas
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