ALMA observa diretamente a luz de uma galáxia rica em poeira muito distante

Com a ajuda do ALMA (Atacama Large Millimeter/submilimeter Array), os astrónomos observaram a luz de uma galáxia massiva a grande distância, retrocedendo até 970 milhões de anos após o Big Bang. MAMBO-9 é agora a mais distante galáxia rica em poeira e a formar estrelas observada sem a ajuda de uma lente gravitacional.

As galáxias ricas em poeira e gás são os mais intensos berçários estelares do Universo. Formam estrelas a uma taxa anual que pode chegar até a alguns milhares de vezes a massa do Sol (a taxa de formação de estrelas na Via Láctea é de apenas três massas solares por ano). Não se esperava que estas galáxias monstruosas se tivessem formado tão cedo na história do Universo, mas os astrónomos já descobriram várias, remontando a épocas em que o cosmos tinha menos de mil milhões de anos. Uma delas é a galáxia SPT0311-58, que o ALMA observou em 2018.

Devido ao seu comportamento extremo, pensa-se que estas galáxias ricas em poeira desempenham um papel importante na evolução do Universo. Mas não é fácil descobri-las. “Elas tendem a esconder-se,” disse Caitlin Casey, da Universidade do Texas em Austin, principal autora do estudo publicado na revista The Astrophysical Journal. “Sabemos que existem, mas não são fáceis de descobrir, porque a luz das estrelas está escondida nas nuvens de poeira.”

A luz de MAMBO-9 já tinha sido detetada há dez anos por Manuel Aravena, coautor do estudo, usando o instrumento MAMBO (Max-Planck Millimeter BOlometer) no telescópio de 30 metros IRAM, em Espanha, e o interferómetro Plateau de Bure, em França. Mas essas observações não foram suficientemente sensíveis para determinar a que distância estava a galáxia. “Tínhamos dúvidas se era real, porque não conseguíamos observá-la com outros telescópios. Mas sendo real, teria que estar muito longe,” explicou Aravena, que na altura era aluno de doutoramento na Alemanha; atualmente, trabalha na Universidade Diego Portales, no Chile.

Graças à sensibilidade do ALMA, Casey e a sua equipa foram capazes de determinar a distância a que fica MAMBO-9. “Descobrimos a galáxia numa nova pesquisa do ALMA, especificamente criada para identificar galáxias ricas em poeira a formar estrelas no Universo primitivo”, disse ela. “E o que esta observação tem de especial é que se trata da galáxia rica em poeira mais distante que já observámos diretamente, sem obstruções.”

A luz das galáxias distantes é frequentemente obstruída por outras galáxias que se encontram em planos mais à frente na mesma linha de visão e que funcionam como lentes gravitacionais: curvando a luz da galáxia mais distante. Este efeito de lente ajuda os telescópios a identificarem objetos distantes (foi assim que o ALMA pôde ver a galáxia SPT0311-58). Mas também distorce a imagem do objeto, tornado difícil perceber os seus detalhes.

Neste estudo, os astrónomos observaram MAMBO-9 diretamente, sem lente, o que lhes permitiu medir a sua massa. “A massa total de gás e poeira da galáxia é enorme: dez vezes superior à de todas as estrelas da Via Láctea. Isto significa que ainda não criou a maior parte das suas estrelas,” explicou Casey. A galáxia é composta por duas partes e está em processo de fusão.

Casey espera descobrir, na pesquisa do ALMA, galáxias ricas em poeira ainda mais distantes, o que permitirá perceber até que ponto são comuns, porque razão estas galáxias massivas se formaram tão cedo e por que têm tanta poeira. “Normalmente, a poeira é um subproduto das estrelas que morrem,” disse ela. “Esperávamos encontrar cem vezes mais estrelas que poeira. Mas MAMBO-9 não produziu ainda tantas estrelas e queremos perceber como é que a poeira se pôde formar tão depressa após o Big Bang.”

“As observações realizadas com novas e mais capazes tecnologias podem produzir descobertas inesperadas, como MAMBO-9,” disse Joe Pesce, do Programa da National Science Foundation para o NRAO e o ALMA. “Embora seja um desafio explicar a presença de uma galáxia tão grande tão cedo na história do Universo, estas descobertas levam os astrónomos a levantar mais questões e a desenvolver o seu conhecimento sobre o Universo”.

A luz de MAMBO-9 viajou cerca de 13 mil milhões de anos até ao ALMA (o Universo tem aproximadamente 13,8 mil milhões de anos). Isto significa que podemos ver a galáxia como era no passado (veja este vídeo para perceber como o ALMA funciona como uma máquina do tempo). Hoje, a galáxia será provavelmente ainda maior, contendo cem vezes mais estrelas que a Via Láctea e residindo num enorme enxame de galáxias.

Fonte da notícia: ALMA