Fotões lutam para se escapar de galáxias distantes
Uma equipa de astrónomos, liderada por David Sobral e Jorryt Matthee, das Universidades de Lancaster, no Reino Unido, e de Leiden, na Holanda, descobriu halos gigantes à volta de galáxias primitivas semelhantes à Via Láctea, compostos por fotões (partículas elementares de luz) que lutaram para se escapar. A equipa descreve as suas descobertas na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Observando as galáxias distantes, os astrónomos tentam perceber de que modo a Via Láctea se formou e evoluiu. Como a luz dessas galáxias demora milhares de milhões de anos a chegar até nós, os telescópios podem ser usados como máquinas do tempo, desde que tenhamos um indicador claro para identificar a distância a que ficam os objetos que estão a ser observados. Os astrónomos usam a espectroscopia para analisar a sua luz, dispersando-a num espectro, tal como fazem com as galáxias, estrelas e planetas mais próximos.
Os cientistas procuram então determinadas características (linhas espectrais) que dão informação sobre algumas propriedades do objeto, como a sua composição, temperatura e movimento. Para as galáxias mais distantes, apenas uma característica espectral se destaca, a chamada linha Lyman-alfa associada ao gás hidrogénio.
Segundo Jorryt Matthee: “As estrelas recém-nascidas em galáxias muito distantes são suficientemente quentes para separarem o hidrogénio em nuvens circundantes de gás, que depois brilham intensamente na luz Lyman-alfa, em teoria, a característica mais forte observável numa galáxia distante. Na prática, os fotões Lyman-alfa lutam para se escapar das galáxias enquanto o gás e a poeira bloqueiam e defletem os seus trajetos, tornando este processo difícil de compreender.”
Os astrónomos desenvolveram uma experiência única para estudar quase 1000 galáxias distantes, usando o Telescópio Isaac Newton (INT), em La Palma, nas Ilhas Canárias. Com a Wide Field Camera (câmara de grande amplitude) e filtros feitos à medida, examinaram o céu a fim de determinarem onde a emissão Lyman-alfa é produzida, em que quantidade existe e de que parte das galáxias sai.
Segundo David Sobral: “Aproveitámos dezenas de noites dedicadas do INT para tentar compreender como e de que galáxias se escapam os fotões Lyman-alfa. Olhámos para o passado, para há 11 mil milhões de anos atrás, o limite até ao qual podemos identificar galáxias distantes e estudá-las em detalhe. E o que é ainda mais importante, fomos capazes de prever com exatidão quantos fotões Lyman-alfa foram produzidos em cada galáxia e onde tal aconteceu. Então, comparámo-los com os que efetivamente alcançavam o INT.”
Os resultados mostram que apenas entre 1% e 2% desses fotões se escapam dos centros de galáxias como a Via Láctea. Mesmo se considerarmos todos os fotões a uma grande distância do centro, escapam-se menos de 10%.
“As galáxias que formam estrelas no Universo distante parecem estar cercadas por um halo impressionantemente grande e fraco de fotões Lyman-alfa que tiveram de viajar centenas de milhares de anos-luz numa série quase infinita de eventos de absorção e reemissão, até serem finalmente livres. Precisamos agora entender exatamente como e porquê isto acontece,” acrescentou Sobral.
Quando o Telescópio Espacial James Webb começar a operar, em 2018, os astrónomos esperam ser capazes de olhar ainda mais atrás no tempo, abrindo-se assim uma nova janela para as primeiras galáxias e estrelas. O estudo de como evolui ao longo do tempo a fração de escape pode dizer-nos algo sobre o tipo de estrelas que produzem esses fotões e as propriedades do gás interestelar e intergaláctico.
Fonte da notícia: RAS
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