O Universo é imenso. As imagens do Telescópio Espacial Hubble avançam em profundidade no espaço e no tempo, mas cobrem uma área com apenas o tamanho angular da Lua cheia. Será que estas imagens profundas do céu representem bem o Universo como um todo? A resposta a esta pergunta é uma incerteza estatística que para os cosmologistas recebe o nome de variância cósmica. Mas esta incerteza em relação à estrutura do Universo pode ser reduzida aumentando a área investigada.

O levantamento BUFFALO (Beyond Ultra-deep Frontier Fields And Legacy Observations) é uma nova campanha de observação do Hubble que vai aumentar consideravelmente o campo de observação do telescópio espacial para regiões adjacentes a enormes enxames de galáxias fotografados anteriormente pelos telescópios espaciais Spitzer e Hubble através do programa Frontier Fields.

Os seis enxames gigantescos são usados ​​como “telescópios naturais” para procurar imagens de galáxias e de supernovas muito distantes e ténues. Estes objetos são tão ténues que não poderiam ser fotografados pelo Hubble sem a ajuda dos enxames, que funcionam como lentes gravitacionais. Com efeito, as massas enormes dos enxames, compostos principalmente por matéria escura, ampliam e distorcem a luz vinda das galáxias distantes em plano de fundo, permitindo assim detetá-las. O programa BUFFALO está desenhado para identificar galáxias nos primeiros estágios de formação, 800 milhões de anos ou menos após o Big Bang.

No programa Frontier Fields, o Spitzer conseguiu imagens de uma muito maior área no céu que o Hubble, mas não conseguiu medir as distâncias das galáxias observadas nessas regiões. Com o BUFFALO, o Hubble está agora a voltar à área total do céu coberta pelo Spitzer para medir as distâncias de milhares de galáxias. Isto é muito importante porque os seis campos observados pelo Hubble são relativamente pequenos e podem não representar integralmente o número de galáxias iniciais no Universo mais amplo. As primeiras observações mostram o enxame de galáxias Abell 370 e uma série de galáxias ampliadas pelo seu efeito de lente gravitacional.

Abell 370 pelo BUFFALO.
A imagem mostra um enorme enxame de galáxias imerso num campo de quase 8000 galáxias espalhadas pelo espaço e pelo tempo. Este instantâneo foi obtido por uma nova pesquisa do Hubble que expande a sua visão ao ampliar significativamente a área coberta em torno de enormes enxames de galáxias anteriormente fotografados pelo telescópio. Na imagem, ao centro, o enorme enxame Abell 370, localizado a cerca de 4 mil milhões de anos-luz. Contém várias centenas de galáxias. O mosaico de campos que rodeia o enxame contém inúmeras galáxias de fundo espalhadas pelo espaço e pelo tempo. Créditos: NASA, ESA, A. Koekemoer (STScI), M. Jauzac (Durham University), C. Steinhardt (Niels Bohr Institute), and the BUFFALO team.

Uma base importante do programa BUFFALO é a hipótese de poder haver um número significativamente menor de galáxias extremamente distantes que o previsto pela pesquisa Frontier Fields. Esta possibilidade levou os astrónomos a propor a expansão da área de pesquisa em torno de cada enxame Frontier Fields, de modo a determinar com mais precisão o número de galáxias distantes.

Isto implica a realização de um censo preciso das primeiras galáxias numa área tão ampla quanto possível. O objetivo é melhorar a probabilidade de identificar algumas das raras regiões do espaço com maior concentração de galáxias iniciais entre as regiões bem mais comuns que não foram capazes de formar galáxias tão depressa.

Uma vez que as observações do programa Frontier Fields já determinaram como são as primeiras galáxias, a área mais vasta abrangida pelo programa BUFFALO possibilitará ir à procura dessas galáxias de um modo bem mais eficiente. O programa irá também tirar proveito das observações realizadas por outros telescópios espaciais, incluindo as observações ultra profundas do Telescópio Espacial Spitzer em torno desses enxames.

Ao identificar galáxias apenas 800 milhões de anos após o Big Bang, o programa deverá ajudar a perceber os processos que levaram ao aparecimento das primeiras galáxias. Um dos principais objetivos do BUFFALO é determinar a velocidade com que as galáxias se formaram nessa época inicial. Tudo isto irá ajudar os astrónomos a definir estratégias para o próximo Telescópio Espacial James Webb que irá sondar o Universo distante com sua visão infravermelha.

Os astrónomos avançam que a pesquisa ajudará a perceber quando se formaram as galáxias mais massivas e luminosas e como estão ligadas à matéria escura, e também de que modo a dinâmica dos enxames influencia as galáxias que existem no seu interior ou ao seu redor. A pesquisa dará também a oportunidade de identificar imagens de galáxias e supernovas distantes.

O vídeo começa com uma imagem da constelação de Cetus, a Baleia, ampliando depois para o enxame de galáxias Abell 370, localizado a aproximadamente 4 mil milhões de anos-luz. Créditos: NASA, ESA, and G. Bacon (STScI).

O programa BUFFALO é liderado em conjunto por Charles Steinhardt (Instituto Niels Bohr, Universidade de Copenhaga) e Mathilde Jauzac (Universidade de Durham, Reino Unido), e envolve uma equipa internacional de quase 100 astrónomos de 13 países, incluindo teóricos e especialistas em simulações de computador, em observações da evolução galáctica inicial, em lentes gravitacionais e em supernovas. Para o BUFFALO estão programadas aproximadamente 160 horas de observação com o Hubble.

O Telescópio Espacial Hubble é um projeto de cooperação internacional entre a NASA e a ESA (Agência Espacial Europeia).

Fonte da notícia: NASA

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