Uma equipa do ICC (Instituto de Cosmologia Computacional) da Universidade de Durham e do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian descobriu provas de que as mais fracas galáxias satélite da Via Láctea estão entre as primeiras que se formaram no Universo.

Os cientistas descreveram a descoberta como “tremendamente estimulante”, explicando que encontrar algumas das primeiras galáxias do Universo a orbitar a Via Láctea é “equivalente a encontrar os restos dos primeiros humanos que habitaram a Terra”.

Galáxias satélite fracas.
Distribuição de galáxias satélite a orbitar uma galáxia simulada por computador, de acordo com o previsto pelo modelo cosmológico Lambda-CDM. Os círculos azuis indicam as galáxias mais brilhantes, os brancos, as ultra fracas (tão fracas que nem são facilmente visíveis na imagem). As galáxias ultra fracas estão entre as mais antigas do Universo; começaram a formar-se quando o Universo tinha apenas cerca de 100 milhões de anos (o Universo tem agora 13,8 mil milhões de anos). A imagem foi gerada a partir de simulações do projeto Auriga realizadas por investigadores do ICC da Universidade de Durham, Reino Unido, do Instituto Heidelberg de Estudos Teóricos, Alemanha, e do Instituto Max Planck de Astrofísica, Alemanha. Créditos: Institute for Computational Cosmology, Durham University, UK/ Heidelberg Institute for Theoretical Studies, Germany / Max Planck Institute for Astrophysics, Germany.

As descobertas feitas por este grupo sugerem que as galáxias Segue-1, Bootes I, Tucana II e Ursa Major I são na verdade algumas das primeiras galáxias formadas, com mais de 13 mil milhões de anos.

Quando o Universo tinha cerca de 380 mil anos, formaram-se os primeiros átomos. Eram átomos de hidrogénio, o elemento mais simples da tabela periódica, que se acumularam em nuvens e começaram a arrefecer gradualmente instalando-se em pequenos aglomerados ou “halos” de matéria escura que emergiu do Big Bang.

Esta fase de arrefecimento, conhecida como “Idade das Trevas Cósmica”, durou cerca de 100 milhões de anos. A dada altura, o gás que arrefeceu dentro dos halos tornou-se instável e começou a produzir estrelas – estes objetos são as primeiras galáxias que surgiram.

Com o aparecimento das primeiras galáxias, houve uma explosão de luz no Universo, terminando a era das trevas.

A equipa, constituída por Sownak Bose do Centro de Astrofísica Harvard-Smithsonian, por Alis Deason e pelo Professor Carlos Frenk do ICC da Universidade de Durham, identificou duas populações de galáxias satélites da Via Láctea.

A primeira população, muito fraca, consistia em galáxias que se formaram durante a era cósmica das trevas. A segunda população, ligeiramente mais brilhante, consistia em galáxias formadas centenas de milhões de anos mais tarde, quando o hidrogénio que tinha sido ionizado pela intensa radiação ultravioleta emitida pelas primeiras estrelas foi capaz de arrefecer em halos mais massivos de matéria escura.

Os investigadores descobriram então que um modelo de formação de galáxias por eles desenvolvido anteriormente estava perfeitamente de acordo com os dados, permitindo inferir os tempos de formação das galáxias satélite.

“A descoberta sustenta o modelo atual para a evolução do Universo, o modelo Lambda-CDM (Lambda-Cold Dark Matter), no qual as partículas elementares que constituem a matéria escura conduzem a evolução cósmica” disse Carlos Frenk, que é diretor do ICC da Universidade de Durham.

A intensa radiação ultravioleta emitida pelas primeiras galáxias destruiu os átomos de hidrogénio restantes, ionizando-os, dificultando o arrefecimento desse gás e a produção de novas estrelas.

O processo de formação de galáxias interrompeu-se não tendo sido produzida qualquer nova galáxia nos mil milhões de anos seguintes.

Por fim, os halos de matéria escura tornaram-se tão grandes que até o gás ionizado conseguiu arrefecer. A formação de galáxias foi retomada, culminando na formação de galáxias brilhantes e espetaculares como a nossa Via Láctea.

Sownak Bose, aluno de doutoramento no ICC quando este trabalho começou, e agora investigador do Centro Harvard-Smithsonian de Astrofísica, disse: “Uma boa caraterística deste trabalho é que ele evidencia a complementaridade entre as previsões de um modelo teórico e os dados reais.

“Há uma década, as galáxias mais fracas nas proximidades da Via Láctea teriam passado despercebidas. Com a crescente sensibilidade dos levantamentos de galáxias atuais e futuros, todo um novo conjunto de galáxias menores vai sendo descoberto, permitindo-nos testar os modelos teóricos em novos regimes.”

Alis Deason, investigadora no ICC, disse: “Este é um exemplo maravilhoso de como as observações das galáxias mais pequenas e anãs que residem na Via Láctea podem ser usadas para melhor conhecermos o Universo primitivo.”

As descobertas foram publicadas no Astrophysical Journal.

Fonte da notícia: Phys.org

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