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Supertelescópio desvenda segredos de bolha gigante no espaço

Uma equipe internacional de investigadores utilizou telescópios gigantes para identificar os mistérios e a natureza de um objeto muito distinto no universo, conhecido por bolha Lyman-alpha (LAB).

Simulação da bolha Lyman-alpha Blob criada pelo supercomputador Pleiades da Nasa, mostrando a distribuição de gás da bolha

Essas bolhas são nuvens gigantes de hidrogênio e para descobrir mais sobre sua composição diversos telescópios gigantes foram usados em colaboração, entre eles o Alma (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) e o ESO Very Large Telescope, ou VLT.


Até agora, os astrônomos desconheciam as razões pelas quais essas enormes nuvens de gás eram tão brilhantes, mas os telescópios identificaram duas galáxias bem no centro de um desses objetos que estão passando por um processo de formação estelar que provoca essa iluminação.


Essas galáxias, por outro lado, estão no centro de um "cacho" de outras menores, no que se assemelha a uma fase inicial de formação de um grupo massivo de galáxias.


De acordo com os pesquisadores, estas duas galáxias observadas dentro da bolha de Lyman-alpha deverão evoluir para uma grande galáxia elíptica.


As bolhas Lyman-Alpha podem alcançar centenas de milhares de anos luz e são encontradas a longas distâncias cósmicas. O nome reflete a característica das ondas ultravioletas que elas emitem, conhecidas como radiação Lyman-alpha.


Desde o descobrimento destas bolhas, os processos que levaram à criação dessas megaestruturas têm sido um mistério para os astrônomos em todo o mundo. Mas novas observações do Alma podem agora ter solucionado o quebra-cabeças.


Uma das maiores bolhas Lyman-alpha conhecidas - e a mais estudada - é a SSA22, ou LAB-1. Situa-se dentro do centro de um grupo de galáxias em fase inicial de formação, foi o primeiro objeto do género a ser descoberto, em 2000, e se encontra tão distante que sua luz demorou 11,5 bilhões de anos para chegar até a Terra.


Uma equipa de cientistas, liderada pelo astrônomo Jim Geach, do Centro de Pesquisas Astrofísicas da Universidade de Hertfordshire, na Inglaterra, usou agora a tecnologia do Alma para observar a luz das nuvens de pó geladas em galáxias distantes para olhar ainda mais profundamente na LAB-1.


Isso permitiu identificar diversas fontes de emissão de ondas submilimétricas.


Posteriormente, combinaram as imagens captadas do Alma com observações de outros grandes telescópios como o VLT e o MUSE (Explorador Espectroscópico MultiUnidade) que consegue mapear a luz da Lyman-Alfa. Isso permitiu entender que as fontes de emissão "pescadas" pelo Alma estão situadas no centro da bolha, onde estão sendo formadas estrelas numa velocidade 100 vezes maior do que a da Via Láctea.


Imagens adicionais mostram ainda que as fontes do Alma estão cercadas de outras galáxias mais fracas que podem estar alimentando as fontes centrais com material, e aumentando a velocidade da formação estalar.



Luzes na neblina
O grupo então recorreu a uma simulação galáctica avançada para demonstrar que a nuvem brilhante gigante emitida pela Lyman-Alpha pode ser explicada se a luz ultravioleta produzida pela formação estelar observada pelas fontes do Alma espalha o gás hidrogênio dos arredores.
Este processo levaria à formação da bolha de Lyman-Alfa que conseguimos ver.




















"Imagine as luzes das ruas numa noite de neblina - você vê aquele brilho difuso porque a luz se propaga de pequenas gotas. Um processo semelhante acontece aqui, exceto que a luz das ruas é uma galáxia de intensa formação estelar, e a neblina é uma nuvem gigante de gás intergaláctico. As galáxias estão iluminando seus arredores", explica.


Perceber a formação das galáxias e sua evolução é um desafio enorme para os astrônomos e as bolhas Lyman-Alfa podem desempenhar um papel fundamental porque parecem ser os lugares onde a maioria das galáxias massivas se formam. Em particular, o brilho dessas bolhas pode fornecer informações sobre o que está acontecendo nas nuvens de gás principais que rodeiam as galáxias mais jovens - uma região que é muito difícil de estudar, mas fundamental para o entendimento sobre a formação das galáxias.


"O mais empolgante sobre as bolhas é que estamos tendo uma rara visão do que está acontecendo nos arredores dessas galáxias jovens que estão em formação. Desde há muito tempo, a origem das luzes da Lyman-alpha tem sido controversa. Agora, com a combinação de novas observações e simulações inovadoras, podemos ter resolvido um mistério de 15 anos: a LAB-1 é um local de formação de uma grande galáxia elíptica que um dia será o centro de um grupo de galáxias. Nós estamos a assistir ao processo de
formação dessa galáxia há 11,5 bilhões de anos", disse o pesquisador.





A radiação ultravioleta da Lyman-alpha aparece em verde, após ser "esticada" pela expansão do Universo em sua longa jornada para Terra