NASA / ESA / Universidade de Yale / 3D-HST e HUDF09/XDF
Imagem de EGS-zs8-1 pelo Hubble
Uma equipa internacional de astrónomos, liderados por cientistas da Universidade de Yale e da Universidade da Califórnia, empurrou para trás a fronteira cósmica de exploração galáctica até uma época em que o Universo tinha apenas 5% da sua idade atual de 13,8 mil milhões de anos.
A equipa descobriu uma galáxia excecionalmente luminosa com mais de 13 mil milhões de anos e determinou a sua distância à Terra usando dados combinados dos telescópios espaciais Hubble, Spitzer e do telescópio de 10 metros Keck I do Observatório W. M. Keck no Havai. Estes observatórios confirmaram que é a galáxia mais distante atualmente conhecida, estabelecendo um novo recorde. A galáxia existiu há tanto tempo atrás que parece ter apenas 100 milhões de anos.
A galáxia EGS-zs8-1 foi originalmente identificada com base nas suas cores particulares em imagens do Hubble e do Spitzer e é um dos objetos mais brilhantes e maciços do Universo primitivo.
“Já tem mais de 15% da massa atual da nossa Via Láctea,” afirma Pascal Oesch, autor principal do estudo, da Universidade de Yale em New Haven, no estado americano de Connecticut. “Mas apenas teve mais ou menos 670 milhões de anos para o fazer. O Universo era ainda muito jovem.”
A nova medição também permitiu aos astrónomos determinar que EGS-zs8-1 estava ainda a formar estrelas muito rapidamente, cerca de 80 vezes mais depressa que a nossa Via Láctea (que tem uma taxa de formação estelar equivalente a uma estrela por ano).
Apenas um punhado de galáxias, assim tão cedo no Universo, tem distâncias precisas já medidas. “Cada confirmação acrescenta mais uma peça ao puzzle de como as primeiras gerações de galáxias formaram-se no início do Universo,” afirma Pieter van Dokkum de Yale, segundo autor do estudo. “Só os telescópios mais sensíveis são poderosos o suficiente para alcançar estas distâncias enormes”.
A descoberta só foi possível graças ao (relativamente novo) instrumento MOSFIRE (Multi-Object Spectrometer For Infra-Red Exploration) acoplado ao telescópio Keck I, que permite com que os astrónomos estudem eficazmente várias galáxias ao mesmo tempo.
A medição e caracterização das propriedades de galáxias a estas distâncias extremas é um dos objetivos principais dos astrónomos durante a próxima década. As observações mostram EGS-zs8-1 numa altura em que o Universo passava por mudanças muito importantes: o hidrogénio entre as galáxias estava a transitar de um estado opaco para transparente.
“Parece que as estrelas jovens nas galáxias primitivas como EGS-zs8-1 foram os principais fatores desta transição, chamada reionização,” explica o coautor Rychard Bouwens, do Observatório de Leiden, na Holanda.
Estas novas observações conjuntas do Hubble, Spitzer e Keck também levantam novas questões. Confirmam que as galáxias maciças já existiam no início da História do Universo, mas que as suas propriedades eram muito diferentes das galáxias observadas no presente. Os astrónomos têm agora indícios muito fortes de que as cores peculiares das galáxias antigas, observadas nas imagens do Spitzer, surgem da muito rápida formação de estrelas jovens e massivas, que interagiam com o gás primordial nestas galáxias.
As novas observações sublinham as descobertas muito emocionantes que o Telescópio Espacial James Webb poderá fazer quando for lançado em 2018. Além de empurrar a fronteira cósmica até alturas ainda mais antigas, o telescópio será capaz de dissecar a luz infravermelha da galáxia EGS-zs8-1 observada pelo Spitzer e fornecer aos astrónomos muitas mais informações detalhadas sobre as suas propriedades gasosas.
“As nossas observações atuais sugerem que com o James Webb será muito fácil medir, com precisão, distâncias a estas galáxias antigas,” comenta Garth Illingworth da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. “O resultado das medições do Webb irá fornecer uma imagem muito mais completa da formação das galáxias durante o alvorecer cósmico.”
