A maioria dos cientistas concorda que o Universo nasceu da explosão de um estado inicial extremamente quente e denso. As observações mais recentes indicam que essa explosão inicial, popularizada com o nome de Big Bang, ocorreu há cerca de 13,7 mil milhões de anos.

O fluxo de luz que nos chega de um objecto celeste é atenuado pela distância, pelo que quanto mais longe estiver - e portanto quanto mais para trás no tempo o virmos - mais fraco parece. Simultaneamente, essa luz sofre um avermelhamento devido à expansão do Universo, de modo que quanto maior for a distancia maior é o desvio para o vermelho.

Com os telescópios situados na Terra, o limite para a detecção dos objectos mais fracos encontra-se na parte visível do espectro. Assim, a detecção de objectos muito distantes está baseada na observação de características espectrais do ultravioleta que para nós aparecem na região visível devido ao desvio para o vermelho. Normalmente, a característica espectral do ultravioleta que se utiliza é a da linha de emissão Lyman-alfa que corresponde a fotões emitidos por átomos de hidrogénio quando transitam de um estado excitado para o estado fundamental.

No entanto, a presença da atmosfera terrestre impõe algumas dificuldades à observação da emissão Lyman-alfa de galáxias muito distantes. Com efeito, a atmosfera também emite luz, muito especialmente nas regiões espectrais do vermelho e do infravermelho próximo, devido à presença de centenas de linhas de emissão da molécula de OH. Esta forte emissão, chamada pelos astrónomos de "fundo do céu", impõe um limite à detecção no infravermelho próximo de objectos fracos a partir da Terra. Felizmente, existem intervalos espectrais,também designados por "janelas", onde o fundo de OH é menor, o que permite alargar o limite de detecção a objectos mais fracos. Assim, usando filtros especialmente concebidos para deixar passar apenas a luz proveniente de uma banda estreita situada numa destas janelas, pode-se maximizar o contraste entre a emissão Lyman-alfa proveniente de galáxias distantes e a emissão devida à atmosfera terrestre.

Baseando-se nestas ideias, uma equipa internacional de astrónomos instalou no Canada-France-Hawaii Telescope

Canada-France-Hawaii Telescope (CFHT)
O Telescópio Canadá-França-Havai é um telescópio de 3,6 m de diâmetro situado no Observatório de Mauna Kea, no Havai (EUA), operacional desde 1977. A instrumentação deste telescópio inclui, entre outros, a MegaPrime, uma câmara de campo largo e de alta resolução composta por um conjunto de 36 CCDs acoplados num só instrumento.

(CFHT), situado em Mauna Kea (Hawaii, EUA), um filtro de banda estreita centrado no comprimento de onda de 920 nm (filtro NB920). O objectivo era encontrar galáxias extremamente distantes. Ao analisar imagens tomadas com diversos filtros, os astrónomos identificaram objectos que são relativamente brilhantes na imagem tomada com o NB920 mas muito fracos, ou nem sequer visíveis, nos outros filtros. A explicação mais provável para um objecto com uma cor tão pouco usual é a de que se trata de uma galáxia extremamente distante cuja forte emissão Lyman-alfa está próxima dos 920 nm devido ao desvio para o vermelho. Qualquer luz emitida em comprimentos de onda menores que o de Lyman-alfa é fortemente absorvida pelo hidrogénio interestelar e intergaláctico, razão pela qual o objecto não é visível nos outros filtros.

Observações espectroscópicas, necessárias para confirmar a verdadeira natureza do objecto, foram realizadas no VLT (Paranal, Chile). O espectro permitiu identificar sem ambiguidade a linha de emissão Lyman-alfa e determinar o seu desvio para o vermelho. O valor de 6,17 obtido faz de esta galáxia uma das galáxias mais distantes jamais detectadas, o que significa que a estamos a ver como era quando o Universo tinha apenas 900 milhões de anos de idade. A primeira parte da sua estranha designação, z6VDF J022803-041618, refere-se ao nome do projecto e a segunda à sua posição no céu.

Estas observações trouxeram, no entanto, uma surpresa. A emissão Lyman-alfa foi encontrada num comprimento de onda algo menor que o esperado. Na realidade, o que tinha sido detectado na imagem tomada no CFHT com o filtro NB920 não foi a emissão Lyman-alfa, mas sim emissão de espectro contínuo em comprimentos de onda um pouco maiores. Uma primeira consequência foi a de que o desvio para o vermelho medido foi de 6,17 e não os 6,5 previstos inicialmente. A segunda consequência foi que z6VDF J022803-041618 foi detectada graças à luz de espectro contínuo emitida pelas suas estrelas de grande massa e não pela emissão Lyman-alfa do hidrogénio. Esta última conclusão é de especial interesse uma vez que mostra que em principio podem detectar-se galáxias muito distantes sem depender totalmente da emissão de Lyman-alfa, que pode nem sempre estar presente nos espectros de galáxias distantes. Espera-se que esta nova possibilidade de descobrir e estudar objectos extremamente remotos nos venha a trazer uma nova luz sobre a infância do Universo.

Fonte: http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2003/pr-12-03.html