O Subaru Deep Field (SDF) é um projecto que visa dar uma utilização óptima ao telescópio Subaru do Observatório Astronómico Nacional do Japão. O objectivo principal deste projecto é detectar com este telescópio de 8,2 metros de diâmetro, no Observatório de Mauna Kea (Havai), um elevado número de galáxias distantes. A procura de galáxias distantes é a procura de galáxias em tempos primordiais do Universo, pois detectar luz de uma galáxia a 13 mil milhões de anos-luz é observá-la como era há 13 mil milhões de anos.

O SDF tira partido do facto da luz proveniente de galáxias distantes produzir um espectro com uma forma característica. Os astrónomos acreditam que, quando o Universo era jovem, as galáxias rapidamente formaram estrelas a partir do hidrogénio - a matéria dominante do Universo. A luz destas estrelas terá ionizado, ou pelo menos excitado para estados de energia mais elevada qualquer hidrogénio que sobrasse à sua volta. Quando o hidrogénio excitado retorna a estados de energia mais baixa, emite luz em comprimentos de onda específicos. No entanto, a maior parte dessa luz escapará da jovem galáxia como uma risca de emissão a 122 nm porque luz mais azul do que esta, com comprimentos de onda menores e mais energia, pode re-excitar outros átomos de hidrogénio e por isso é absorvida antes de chegar a nós.

Como o Universo está em expansão, quanto mais longe estiver uma galáxia de nós, mais depressa esta se afasta. Devido a este movimento, a luz proveniente de galáxias distantes tem um desvio para o vermelho, ou seja, o desvio no comprimento de onda devido ao efeito de Doppler é na direcção dos comprimentos de onda maiores. Assim, a risca de emissão dos 122 nm é desviada para um comprimento de onda maior, característico da distância a que se encontra a galáxia; e pelo mesmo motivo, a própria galáxia aparece avermelhada.

Mais ainda, à medida que a luz viaja a longa distância desde a sua origem até à Terra, a luz do lado mais energético da risca de emissão, que é o lado mais azul, pode ser absorvido pelo hidrogénio neutro do espaço intergaláctico; esta absorção dá à risca de emissão um aspecto assimétrico distinto. Resumindo, uma aparência geral vermelha, uma risca de emissão forte num comprimento de onda particular e uma forma distinta de assimetria nessa risca é a assinatura de uma galáxia distante recentemente formada.

Sabendo isto, para detectar as galáxias mais distantes, a equipa do SDF desenvolveu um filtro especial que só deixa passar luz num estreito intervalo de comprimentos de onda entre os 908 e 938 nm. Estes comprimentos de onda correspondem à risca de emissão dos 122 nm depois de atravessarem uma distância de 13 mil milhões de anos-luz. Este filtro foi utilizado na câmara Suprime do telescópio Subaru, juntamente com outros dois filtros, um azul e outro vermelho, num programa de observação intensivo, de Abril a Maio de 2002.

Esta câmara tem a capacidade de mapear um campo tão grande quanto a lua cheia. Numa exposição de 5,8 horas, encontraram 50 000 objectos, incluindo galáxias distantes. As galáxias distantes foram seleccionadas por serem brilhantes principalmente no filtro especial e por serem preferencialmente vermelhas. A equipa encontrou 70 galáxias candidatas a desvios para o vermelho de 6,6 - ou seja, a distâncias de 13 mil milhões de anos-luz!

Em Junho de 2002, estes astrónomos utilizaram o espectrógrafo do Subaru, o FOCAS (do inglês Faint Object CAmera and Spectrograph) e observaram 9 das 70 candidatas. A aparência geral avermelhada e a risca de emissão com a distinta assimetria foi confirmada em dois desses objectos e o seu desvio para o vermelho foi determinado como sendo 6,58 e 6,54. Ou seja, a luz destas galáxias foi emitida há 12,8 mil milhões de anos, quando o Universo só tinha 900 milhões de anos. A galáxia com o desvio para o vermelho de 6,58 é a galáxia mais distante que se conhece hoje.

Fonte da notícia: http://subarutelescope.org/Latestnews/200303/SDF