Segredos de construção de uma metrópole galáctica

Esta impressão artística mostra a formação de um aglomerado de galáxias no Universo primordial. As galáxias formam vigorosamente novas estrelas e interagem umas com as outras. Esta imagem parece-se com a Galáxia da Teia de Aranha (conhecida pelo nome formal de MRC 1138-262) e seus arredores, cujo protoaglomerado é um dos mais estudados. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 Astrônomos utilizaram o telescópio APEX (Atacama Pathfinder EXperiment) para investigar um enorme aglomerado de galáxias, que está se formando no Universo primordial, e revelaram que boa parte da formação estelar que está ocorrendo, não apenas se encontra escondida pela poeira, mas também acontece em locais inesperados.

 Esta é a primeira vez que se realiza um censo completo da formação estelar em tais objetos. Os aglomerados de galáxias são os maiores objetos do Universo, unidos pela força da gravidade, no entanto a sua formação ainda não é completamente compreendida.

 A Galáxia da Teia de Aranha (conhecida pelo nome formal de MRC 1138-262), e seus arredores, é estudada há vinte anos, tanto com telescópios do ESO como com outros telescópios.

 Pensa-se que este objeto é um dos melhores exemplos de um protoaglomerado no processo de agrupamento das estrelas, há mais de dez bilhões de anos. No entanto, Helmut Dannerbauer (Universidade de Viena, Áustria) e a sua equipe suspeitavam que esta explicação estaria muito aquém da realidade.

Esta imagem APEX no submilímetro mostra a região em torno da Galáxia da Teia de Aranha — um protoaglomerado de galáxias no Universo primordial que rodeia uma rádio galáxia contendo um buraco negro supermassivo. Algumas das manchas na imagem correspondem a galáxias poeirentas, pertencentes ao protoaglomerado, que estão a formar estrelas e que não são visíveis na radiação óptica devido à absorção pela poeira. As manchas mais tênues são artefatos originados pelo complexo processamento de imagens APEX. Crédito: © ESO

 A equipe pretendia investigar o lado escuro da formação estelar e descobrir quanta formação estelar escondida por trás da poeira estava ocorrendo no aglomerado da Galáxia da Teia de Aranha.

 A equipe utilizou a câmera LABOCA (Large APEX BOlometer CAmera) montada no telescópio APEX no Chile, para observar durante 40 horas este aglomerado nos comprimentos de onda do milímetro — comprimentos de onda que são suficientemente longos para permitir espreitar através da maioria das espessas nuvens de poeira.

 A LABOCA tem um campo largo, tornando-se um instrumento perfeito para este tipo de rastreio.

 Carlos De Breuck (Cientista de Projeto do APEX no ESO e coautor do novo estudo) enfatiza: “Esta é uma das observações mais profundas executadas pelo APEX e que levou este telescópio aos seus limites tecnológicos, tendo levado igualmente aos limites a resistência do pessoal que trabalha no local do APEX a elevada altitude, 5.050 metros acima do nível do mar”.

Esta imagem, obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, mostra a visão completa ACS da região em torno da Galáxia da Teia de Aranha (um pouco à direita do centro). A galáxia encontra-se no centro de um aglomerado de galáxias emergente, rodeada por centenas de outras galáxias do aglomerado. Crédito: © NASA, ESA, G. Miley and R. Overzier (Leiden Observatory), and the ACS Science Team Reconhecimento: Davide De Martin (ESA/Hubble).

 As observações APEX revelaram que existiam cerca de quatro vezes mais fontes na região da Teia de Aranha do que no meio circundante.

 Depois de comparar detalhadamente os novos dados com observações complementares obtidas a comprimentos de onda diferentes, a equipe pôde confirmar que muitas destas fontes se encontravam à mesma distância que o aglomerado de galáxias e por isso deviam fazer parte do aglomerado em formação.

 Helmut Dannerbauer explica: “As novas observações APEX acrescentaram a peça final que precisávamos para realizar um censo completo de todos os habitantes desta megacidade estelar”.

 “Estas galáxias estão no processo de formação e por isso, tal como um estaleiro na Terra, encontram-se muito empoeiradas”.

Esta imagem é uma composição a cores obtida a partir de várias exposições do Digitized Sky Survey 2 (DSS2). O tamanho do campo é 2,8 x 2,9 graus. Crédito: © Digitized Sky Survey 2 and ESA/Hubble. ESA/Hubble and Digitized Sky Survey 2. Reconhecimento: Davide De Martin (ESA/Hubble).

 Mas uma surpresa esperava a equipe quando foi investigado onde é que a nova formação estelar detectada estava ocorrendo.

 Os astrônomos esperavam encontrar estas regiões de formação estelar nos grandes filamentos que ligam as galáxias mas, em vez disso, encontraram-nas concentradas principalmente numa única região, sendo que esta região nem sequer se encontra centrada na Galáxia da Teia de Aranha, central no protoaglomerado.

 Helmut Dannerbauer conclui: “Esperávamos encontrar formação estelar escondida no aglomerado da Teia de Aranha — e conseguimos — no entanto, desenterramos ao mesmo tempo um novo mistério no processo; esta formação estelar não está acontecendo onde esperávamos! A megacidade está a desenvolver-se de modo assimétrico”.

Esta concepção artística mostra a formação de um aglomerado de galáxias no Universo primordial. As galáxias formam vigorosamente novas estrelas e interagem umas com as outras. Esta imagem parece-se com a Galáxia da Teia de Aranha (conhecida pelo nome formal de MRC 1138-262) e seus arredores, cujo protoaglomerado é um dos mais estudados. Crédito: © ESO/M. Kornmesser

 Para que esta história se desenvolva novas observações são necessárias — e o ALMA será o instrumento perfeito para dar os próximos passos no estudo destas regiões empoeiradas com muito mais detalhes.

 A Galáxia da Teia de Aranha contém um buraco negro supermassivo e é uma poderosa fonte de ondas rádio — precisamente o que chamou a atenção dos astrônomos inicialmente.

 Esta região tem sido observada extensivamente por uma quantidade de telescópios do ESO desde meados dos anos 1990. O desvio para o vermelho (e portanto a distância) da rádio galáxia MRC 1138-262 (a Galáxia da Teia de Aranha) foi medido pela primeira vez em La Silla.

 Observações FORS no primeiro modo de visitante no VLT descobriram o protoaglomerado e seguidamente foram feitas mais observações com os instrumentos ISAAC, SINFONI, VIMOS e HAWK-I.

 Os dados APEX LABOCA complementaram as bases de dados ópticos e infravermelhos obtidos pelos outros telescópios ESO. A equipe usou também uma imagem VLA de 12 horas para cruzar e identificar as fontes LABOCA nas imagens ópticas.

 Pensa-se que estas formações estelares explosivas poeirentas evoluam para galáxias elípticas, como as que são observadas atualmente em aglomerados de galáxias próximos de nós.

Artigo científico:

‣ Fonte: ESO (European Southern Observatory)