(Engenharia & Astronomia)

Uma nova pesquisa descobriu 22 das mais antigas galáxias do Universo, confirmando a idade de uma à apenas 787 milhões de anos após o Big Bang.

Estas e outras galáxias da infância do Universo podem ajudar a desvendar as condições que governavam o Universo jovem.
Com os recentes avanços da tecnologia, astrônomos puderam observar mais da chamada era da reionização, a era mais antiga que astrônomos podem observar.

Nas primeiras centenas de milhares de anos após o Big Bang, o Universo era uma bagunça, opaco e sem luz livre. Já que não há luz residual desta época distante, cientistas não podem observar quaisquer traços dela.

Mas há cerca de 400.000 anos após o Big Bang, a temperatura do Universo caiu, elétrons e prótons se juntaram para formar hidrogênio neutro, e o Universo se tornou transparente. Em algum momento 1 bilhão de anos após o Big Bang, hidrogênio neutro começou a formar as estrelas nas primeiras galáxias, que irradiaram energia e ionizaram novamente o hidrogênio. Esta é o período da reionização.

Mas enquanto astrônomos sabem que este período acabou na época em que o Universo tinha cerca de 1 bilhão de anos, eles não sabem exatamente quando ele começou – quando as primeiras estrelas e galáxias começaram a iluminar o Universo. Eles também não sabem se a reionização começou gradualmente ou instantaneamente.

Para ajudar a responder esta pergunta, uma equipe de astrônomos liderados por Masami Ouchi dos Observatórios Carnegie usou uma técnica para encontrar algumas das galáxias mais antigas e distantes.

“Nós procuramos por galáxias ‘desistentes’,” disse Ouchi. “Nós usamos filtros progressivamente mais vermelhos para revelar o aumento nos comprimentos de onda da luz e observar quais galáxias desaparecem ou ‘abandonam’ as imagens feitas com esses filtros.

Os comprimentos de onda específicos nas quais as galáxias ‘desistentes’ aparecem podem revelar suas distâncias e idades aos astrônomos.

Ouchi e seus colegas estudaram uma área 100 vezes maior do que qualquer outro estudo anterior semelhante, portanto tiveram um maior número de galáxias.

“Além disso, nós fomos capazes de confirmar a idade de uma galáxia,” disse Ouchi. “Já que todas as galáxias foram encontradas usando a mesma técnica, elas provavelmente tem por volta da mesma idade.”

As observações da equipe foram feitas de 2006 à 2009 com a câmera de campo amplo do Telescópio Subaru de 8,3 metros no Havaí.

Ouchi e sua equipe compararam suas observações com outras de outros estudos e olharam as taxas de formação estelar, que podem ser obtidas por dados da densidade e brilho das galáxias, e descobriram que elas eram dramaticamente mais baixas de 800 milhões de noas até cerca de um bilhão de anos após o Big Bang, do que após esse período.

Desta forma, eles calcularam que a taxa de ionização seria muito lenta durante esse período jovem, de acordo com a baixa taxa de formação estelar.

“Nós ficamos realmente surpresos pelo fato de que a taxa de ionização parece ser tão baixa, o que contitui uma contradição com os dados da sonda WMAP da NASA. Ela concluiu que a reionização começou antes de 600 milhões de anos após o Big Bang,” disse Ouchi.

“Nós acreditamos que esta charada pode ser explicada por uma taxa de produção de fótons ionizantes mais eficiente nas galáxias jovens,” adicionou ele, “A formação de estrelas massivas pode ter sido mais vigorosa do que nas galáxias atuais. Estrelas massivas produzem mais fótons ionizantes do que a maioria das estrelas menores.”

As descobertas de Ouchi e sua equipe serão detalhadas na edição de Dezembro do Jornal de Astrofísica.