eso2115pt-br — Nota de imprensa científica

Astrônomos fazem a detecção mais distante de flúor em galáxia com formação estelar

4 de Novembro de 2021

Uma nova descoberta está lançando luz sobre como o flúor — um elemento que se encontra nos nossos ossos e dentes — se forma no Universo. Com o auxílio do Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, do qual o ESO é parceiro, uma equipe de astrônomos detectou este elemento numa galáxia que está tão longe que a sua luz demora mais de 12 bilhões de anos a chegar até nós. Esta é a primeira vez que se descobre flúor em uma galáxia com formação estelar tão distante.

Todos nós conhecemos o flúor porque a pasta de dentes que usamos todos os dias o contém”, explica Maximilien Franco da Universidade de Hertfordshire no Reino Unido, que liderou este novo estudo publicado hoje na revista Nature Astronomy. Tal como a maioria dos elementos que nos rodeiam, o flúor é criado no interior das estrelas, mas, até agora, não sabíamos exatamente como é que este elemento se formava. “Nem sequer sabíamos que tipo de estrelas dava origem à maior parte do flúor que existe no Universo!

Franco e colegas descobriram flúor (sob a forma de fluoreto de hidrogênio) nas enormes nuvens de gás da galáxia distante NGP-190387, a qual observamos quando o Universo tinha apenas 1,4 bilhão de anos de idade, ou seja, cerca de 10% da sua idade atual. Uma vez que as estrelas expelem os elementos que formam nos seus núcleos quando chegam ao fim das suas vidas, esta detecção implica que as estrelas que formaram o flúor devem ter vivido e morrido muito rapidamente.

A equipe pensa que estrelas do tipo Wolf-Rayet, estrelas muito massivas com um tempo de vida de apenas alguns milhões de anos, o que corresponde a um piscar de olhos na história do Universo, são os locais mais prováveis de produção de flúor. Os cientistas acham que estas estrelas são necessárias para explicar as enormes quantidades de fluoreto de hidrogênio descobertas pela equipe. As estrelas Wolf-Rayet tinham já sido sugeridas anteriormente como possíveis fontes de flúor cósmico, no entanto, até agora, os astrônomos não sabiam o quão importantes elas eram na produção deste elemento no Universo primordial.

Descobrimos que as estrelas Wolf-Rayet, que se encontram entre as mais massivas que conhecemos e podem explodir de forma violenta quando chegam ao final das suas vidas, nos ajudam, de certo modo, a manter uma boa higiene bucal!” exclama Franco de modo brincalhão.

Além dessas estrelas, surgiram igualmente no passado outros cenários para explicar como é que o flúor é produzido e expelido, como por exemplo as pulsações de estrelas gigantes evoluídas com massas que vão até algumas vezes a do nosso Sol, as chamadas estrelas do ramo das assimtóticas gigantes. No entanto, a equipe acredita que estes cenários, alguns dos quais com uma duração de bilhões de anos, podem não explicar completamente a quantidade de flúor que vemos na NGP-190387.

Esta galáxia precisou de apenas algumas dezenas ou centenas de milhões de anos para ter níveis de flúor comparáveis aos encontrados em estrelas na Via Láctea, que tem 13,5 bilhões de anos de idade. Este é um resultado completamente inesperado”, explica Chiaki Kobayashi, Professora na Universidade de Hertfordshire. “As nossas medições colocam novos limites na origem do flúor, que estudamos já há duas décadas”.

Esta descoberta na NGP-190387 marca uma das primeiras detecções de flúor fora da Via Láctea e galáxias vizinhas. Os astrônomos tinham já detectado anteriormente este elemento em quasares distantes, objetos brilhantes alimentados por buracos negros supermassivos situados no centro de algumas galáxias. No entanto, e até agora, nunca tinha sido observado flúor numa galáxia com formação estelar, tão cedo na história do Universo.

A detecção do flúor pela equipe foi uma descoberta casual e que foi possível graças ao uso de observatórios colocados no solo e no espaço. A NGP-190387, descoberta originalmente pelo Observatório Espacial Herschel da Agência Espacial Europeia e observada mais tarde com o ALMA, no Chile, é extraordinariamente brilhante para a distância em que está. Os dados ALMA confirmaram que a luminosidade excepcional da NGP-190387 é em parte causada por outra galáxia massiva conhecida, localizada entre a NGP-190387 e a Terra, muito próximo da nossa linha de visada. Esta galáxia massiva amplificou a luz observada por Franco e a sua equipe, permitindo-lhes identificar a fraca radiação emitida há bilhões de anos pelo flúor da NGP-190387.

Estudos futuros da NGP-190387 com o Extremely Large Telescope (ELT) — o novo projeto emblemático do ESO em construção no Chile e previsto para começar a operar no final desta década — poderão revelar mais segredos sobre esta galáxia. “O ALMA é sensível à radiação emitida pelo gás interestelar frio e pela poeira”, diz Chentao Yang, bolsista do ESO no Chile. “Com o ELT seremos capazes de observar a NGP-190387 através da luz direta das estrelas, o que nos dará informação crucial sobre o conteúdo estelar desta galáxia”.

Mais Informações

Esta pesquisa foi apresentada no artigo intitulado "The ramp-up of interstellar medium enrichment at z > 4" publicado na revista Nature Astronomy.

A equipe é composta por M. Franco (Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire, Reino Unido [CAR]), K. E. K. Coppin (CAR), J. E. Geach (CAR), C. Kobayashi (CAR), S. C. Chapman (Department of Physics and Atmospheric Science, Dalhousie University, Canada e National Research Council, Herzberg Astronomy and Astrophysics, Canadá), C. Yang (Observatório Europeu do Sul, Chile), E. González-Alfonso (Universidad de Alcalá, Departamento de Física y Matematicas, Espanha), J. S. Spilker (Department of Astronomy, University of Texas at Austin, EUA), A. Cooray (Department of Physics and Astronomy, University of California, Irvine, EUA), M. J. Michałowski (Instituto do Observatório Astronômico, Faculdade de Física, Polônia).

O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a pesquisa em astronomia e é de longe o observatório astronômico mais produtivo do mundo. O ESO tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polônia, Portugal, Reino Unido, República Tcheca, Suécia e Suíça, além do país anfitrião, o Chile, e a Austrália, como parceiro estratégico. O ESO se destaca por realizar 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 desempenha um papel de liderança na promoção e organização da cooperação em pesquisa 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 também é um parceiro importante em duas instalações 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 construindo o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma instalação astronômica internacional, é uma parceria entre o ESO, a Fundação Nacional de Ciências dos Estados Unidos (NSF) e os Institutos Nacionais de Ciências da Natureza (NINS) do Japão, em cooperação com a República do Chile. O ALMA é financiado pelo ESO em nome dos seus Estados Membros, pela NSF em cooperação com o Conselho Nacional de Pesquisa do Canadá (NRC) e do Conselho Nacional de Ciência de Taiwan (NSC) e pelo NINS em cooperação com a Academia Sinica (AS) em Taiwan e o Instituto de Astronomia e Ciências Espaciais da Coreia (KASI). A construção e operação do ALMA é coordenada pelo ESO, em nome dos seus Estados Membros; pelo Observatório Nacional de Radioastronomia dos Estados Unidos (NRAO), que é gerido pela Associação de Universidades, Inc. (AUI), em nome da América do Norte e pelo Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ), em nome do Leste Asiático. O Observatório Conjunto ALMA (JAO) fornece uma liderança e gestão unificadas na construção, comissionamento e operação do ALMA.

A Universidade de Hertfordshire oferece o impacto transformacional do ensino superior a todos. Os seus estudantes, funcionários e empresas associadas alcançam consistentemente o seu potencial máximo. Por meio de uma elevada qualidade de ensino, 550 programas de graduação, projetos de pesquisa de ponta e parcerias com empresas poderosas, eles pensam maior, se destacam e impactam positivamente as comunidades locais, nacionais e internacionais.

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Contatos

Maximilien Franco
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Tel.: +33-649956665
e-mail: m.franco@herts.ac.uk

Chiaki Kobayashi
Centre for Astrophysics Research, University of Hertfordshire
Hatfield, Hertfordshire, United Kingdom
Tel.: +44-7757116615
e-mail: c.kobayashi@herts.ac.uk

Chentao Yang
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Santiago, Chile
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Hatfield, UK
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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso2115, 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 Eugênio Reis Neto, do Observatório Nacional/MCTIC. A nota de imprensa foi traduzida por Margarida Serote (Portugal) e adaptada para o português brasileiro por Eugênio Reis Neto.

Sobre a nota de imprensa

No. da notícia:eso2115pt-br
Nome:NGP–190387
Tipo:Early Universe : Galaxy
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array

Imagens

Concepção artística  da galáxia NGP–190387
Concepção artística da galáxia NGP–190387
Conepção artística de uma estrela Wolf-Rayet
Conepção artística de uma estrela Wolf-Rayet
Imagem em grande angular da região do céu em torno da galáxia NGP–190387
Imagem em grande angular da região do céu em torno da galáxia NGP–190387

Vídeos

Encontrando as estrelas que nos ajudam na nossa higiene bucal (ESOcast 244 Light)
Encontrando as estrelas que nos ajudam na nossa higiene bucal (ESOcast 244 Light)
Aproximando-se de uma estrela Wolf-Rayet na longínqua galáxia NGP–190387
Aproximando-se de uma estrela Wolf-Rayet na longínqua galáxia NGP–190387
Concepção artística da galáxia NGP–190387
Concepção artística da galáxia NGP–190387