Observando quase 9 mil milhões de anos para trás no tempo, uma equipa internacional de astrónomos encontrou galáxias quase adultas no Universo ainda jovem. As galáxias são membros dum enxame de galáxias, RDCS 1252.9-2927, que existia quando o Universo tinha apenas 5 mil milhões de anos, ou seja, 35% da idade actual. Esta evidência de que as galáxias devem ter começado a formar-se logo depois do Big Bang levou a que os astrónomos procurassem galáxias ainda mais recuadas no tempo. E a equipa encontrou embriões de galáxias a uns meros 1,5 mil milhões de anos após o nascimento do Universo, ou seja, quando este tinha 10% da sua idade de hoje. As galáxias "bebés" residem num enxame de galáxias ainda em desenvolvimento, TN J1338-1942, que é o proto-enxame de galáxias mais distante até agora observado.

Os dois enxames, RDCS 1252 e TN J1338, foram observados com a câmara ACS do Telescópio Espacial Hubble (NASA/ESA) e com o Observatório de Raios-X Chandra (NASA).

O primeiro estudo das imagens do Hubble estimou que as galáxias em RDCS 1252 formaram a maior parte das suas estrelas há mais de 11 mil milhões de anos (a desvios para o vermelho maiores do que 3). O trabalho foi publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal em Outubro de 2003, num artigo que tem J. Blakeslee (Universidade Johns Hopkins, EUA) como primeiro autor.

O segundo estudo das imagens do Hubble desvendou pela primeira vez o proto-enxame de galáxias "bebés" TN J1338-1942, que já existia há mais de 12 mil milhões de anos. Estas galáxias são tão jovens que os astrónomos ainda podem ver o surto de estrelas a se formarem nelas. Estes resultados foram publicados em Janeiro de 2004, na revista científica Nature, num artigo assinado por G. Miley (Observatório de Leiden, Holanda) como primeiro autor.

Até recentemente, pensava-se que os aglomerados de galáxias só tinham começado a formar-se quando o Universo tinha cerca de 5 mil milhões de anos. Até porque as possibilidades técnicas de observação não permitiam observar mais longe do que perto de 8 mil milhões de anos-luz.

Agora, as conclusões destes estudos vêm apoiar as observações e teorias que dizem que as galáxias se formaram muito cedo na história do Universo. A existência de enxames de galáxias no Universo jovem está de acordo com o modelo cosmológico em que os enxames se formam a partir da fusão de muitos subenxames, num Universo dominado por matéria escura fria. Contudo, a natureza da matéria escura fria é ainda desconhecida.

Mas como é que as galáxias podem evoluir tão depressa depois do Big Bang? Estes aglomerados de galáxias cresceram assim tão rapidamente porque se encontravam em regiões muito densas, de modo que havia material para formar as galáxias. Esta ideia é apoiada pelas observações em raios-X do enxame RDCS 1252.

As observações realizadas com o Chandra, juntamente com as realizadas pelo XMM-Newton (ESA), ofereceram as medições mais precisas das propriedades da enorme nuvem de gás quente que envolve o aglomerado de galáxias RDCS 1252. Este gás, a uma temperatura de 70 milhões graus centígrados, é um reservatório da maior parte dos elementos pesados do aglomerado e um bom indicador da sua massa total. As imagens do Chandra permitiram resolver a forma do halo de gás quente e mostrar que RDCS 1252 é um aglomerado de galáxias muito maduro para a sua idade. Um artigo descrevendo os resultados das observações em raios-X de RDCS 1252 será publicado, ainda em Janeiro, na revista da especialidade Astronomical Journal, com P. Rosati como primeiro autor.

RDCS 1252 pode conter vários milhares de galáxias, sendo que a maioria não é suficientemente brilhante para ser detectada. Mas a câmara ACS do Hubble conseguiu detectar algumas centenas de galáxias e permitiu aos investigadores determinarem com precisão a forma e cor de 100 galáxias, fornecendo informação sobre a idade das estrelas que nelas residem. Por outro lado, observações com o VLT (ESO) permitiram obter medições precisas da distância ao aglomerado. A equipa do ACS estimou que a maioria das estrelas no aglomerado já estavam formadas quando o Universo tinha cerca de 2 mil milhões de anos. As observações em raios-X mostraram que 5 mil milhões de anos depois do Big Bang, o gás quente envolvente tinha sido enriquecido com elementos pesados produzidos por estas estrelas e tinha sido varrido para fora das galáxias.

Enquanto que a maior parte das galáxias em RDCS 1252 atingiram a maturidade e estão a assentar numa calma idade adulta, as galáxias no distante proto-enxame estão numa idade tenra e muito energética.

O proto-enxame TN J1338 contém o embrião de uma galáxia de massa elevada rodeada de pequenas galáxias em formação, que aparecem como pequenos pontos na imagem do Hubble. A galáxia dominante está a produzir jactos de rádio espectaculares com origem no buraco negro de massa elevada que se encontra no centro da galáxia. A interacção entre os jactos e o gás pode estimular um surto de formação de estrelas.

Os estudos dos dois aglomerados de galáxias aqui descritos são um excelente exemplo de como telescópios diferentes proporcionam visões complementares do Universo distante. A câmara ACS do Hubble ofereceu informação crítica sobre a estrutura dos aglomerados; o Chandra e o XMM-Newton deram as medições essenciais sobre o gás primordial no qual as galáxias de RDCS 1252 estão embebidas, assim como estimativas da sua massa total. E o VLT, em Terra, providenciou medições precisas da distância de ambos os aglomerados, assim como da composição das galáxias que os compõem.

Fonte da notícia: http://chandra.harvard.edu/press/04_releases/press_010204.html