Esta nova imagem da campanha Hubble Ultra Deep Field (HUDF) 2012 revela uma população inédita de sete galáxias distantes, que são observadas quando apareceram em um período de 350 a 600 milhões de anos após o Big Bang. Ellis (Caltech) e a equipe da UDF 2012
Astrônomos usando o Telescópio Espacial Hubble da NASA descobriram algumas das galáxias mais distantes, escuras e antigas já detectadas em uma nova pesquisa. As imagens, tiradas com a Wide Field Camera 3 do Hubble (WFC 3), remontam mais ao tempo do que qualquer observação anterior do Hubble, fornecendo informações sobre as condições no início do Universo.
"É como uma versão científica da história do Genesis", disse o astrônomo Avi Loeb, da Universidade de Harvard.
As sete galáxias distantes representam uma população inédita de galáxias que se formou há mais de 13 bilhões de anos atrás, quando o Universo tinha menos de 3% de sua idade atual. Nestas imagens mais profundas até hoje do Hubble, os astrônomos foram capazes de coletar uma amostra da quantidade de galáxias na época. Os resultados mostram um declínio suave no número de galáxias, com o aumento do tempo de espera para cerca de 450 milhões de anos após o Big Bang.
Os dados fornecem o primeiro censo confiável desse período desconhecido da história cósmica, de acordo com os cientistas. À medida que os astrônomos olham ainda mais fundo no Universo, os números das galáxias parecem cair suavemente, levando-os a acreditar que o "amanhecer cósmico" foi gradual, não um evento dramático.
"Observações do pós-aquecimento de microondas do Big Bang nos dizem que a reionização aconteceu mais de 13 bilhões de anos atrás", disse Brant Robertson, da Universidade do Arizona em Tucson, membro da equipe de pesquisa. “Nossos dados confirmam que a reionização foi um processo prolongado que ocorreu ao longo de várias centenas de milhões de anos, com galáxias lentamente construindo suas estrelas e elementos químicos. Não houve um único momento dramático em que as galáxias se formaram; foi um processo gradual. ”
Essas galáxias foram encontradas como parte de uma ambiciosa pesquisa do Hubble de um trecho intensamente estudado do céu conhecido como Ultra Deep Field (UDF), que foi originalmente capturado em 2003-2004, concentrando-se em uma pequena área do céu na constelação de Fornax . Na nova campanha de 2012, chamada UDF 2012, uma equipe de astrônomos liderada por Richard Ellis, do Instituto de Tecnologia da Califórnia, usou o WFC3 para espiar mais fundo no espaço sob luz infravermelha do que qualquer observação anterior do Hubble. As observações foram feitas durante um período de seis semanas durante agosto e setembro de 2012, e os primeiros resultados científicos estão agora aparecendo em uma série de artigos científicos. A equipe da UDF 2012 está divulgando publicamente esses dados exclusivos, depois de prepará-los para outros grupos de pesquisa usarem.
"O Hubble está alcançando uma ótima ciência", disse John Grunsfeld, ex-astronauta e administrador associado de ciências da NASA, falando em um briefing sobre a nova pesquisa. "Esta é uma história de origens, onde estamos voltando ao começo, voltando às primeiras estrelas que apareceram no universo. Isso confirma que, quando colocarmos o Telescópio Espacial James Webb on-line, ele terá muito o que ver e muito o que fazer. ”
O Telescópio Espacial James Webb está programado para ser lançado em 2018.
Os astrônomos detectaram sete galáxias no período de 400 a 600 milhões de anos após o Big Bang. Todos extremamente distantes, eles variaram em distância com redshifts de 8,6 para quase 12.
Os astrônomos estudam o universo distante na luz infravermelha, porque a expansão do espaço estende a luz ultravioleta e visível das galáxias para comprimentos de onda infravermelhos, um fenômeno chamado "desvio para o vermelho". Quanto mais distante uma galáxia, maior seu desvio para o vermelho.
Notavelmente, uma das galáxias pode ser um recordista de distância, observado 380 milhões de anos após o nascimento do nosso universo no Big Bang, correspondendo a um desvio para o vermelho de 11,9. Esta é a galáxia UDFj-39546284, que foi detectada anteriormente e foi originalmente sugerida como o objeto mais distante já encontrado há quase dois anos pelo Hubble. Observações posteriores o colocaram em um desvio para o vermelho de 10,3, mas as observações recentemente refinadas o colocaram ainda mais distante.
Uma linha do tempo do universo e nossas observações sobre ele. Crédito: Universidade do Arizona.
Os cientistas pensam que o universo começou com o Big Bang cerca de 13,7 bilhões de anos atrás. O hidrogênio se formou cerca de 400.000 anos depois, mas sem estrelas, o espaço-tempo estava escuro. Cerca de 200 milhões de anos depois, as nuvens de hidrogênio entraram em colapso, formando as primeiras estrelas e galáxias; o que os astrônomos chamam de "madrugada cósmica". A luz dessas novas estrelas começou a decompor o hidrogênio em prótons e elétrons durante um período chamado reionização cósmica. No universo atual, os cientistas vêem galáxias crescendo em massa e tamanho com a síntese de elementos, levando à formação de moléculas complexas, incluindo os componentes para criar vida. Nosso Sol e sistema solar se formaram há pouco mais de 4 bilhões de anos atrás.
“A equipe levou o Hubble ao seu limite. Esta é provavelmente a parte mais distante do Hubble, de acordo com o líder do estudo, Richard Ellis. "Estamos levando o Hubble muito além do que ele foi projetado para fazer."
Leia mais sobre as descobertas e a campanha HUDF 2012 no HubbleSite.
Leia o documento da equipe: A abundância de galáxias em formação de estrelas na faixa do desvio para o vermelho de 8,5 a 12: novos resultados da campanha de campo ultra profundo Hubble de 2012
Fontes adicionais: CalTech ESA Hubble
