O Telescópio Espacial Spitzer (NASA) e o Telescópio Espacial Hubble (NASA/ESA) juntaram-se no esforço de avaliar a massa das estrelas de algumas galáxias muito distantes. Uma destas galáxias revelou estar não apenas entre as mais distantes alguma vez observadas, mas também possuir uma massa excessiva e ter atingido um grau de maturidade demasiado evoluído, dada a sua localização num Universo ainda muito jovem.

A galáxia foi localizada entre outras 10000, aproximadamente, que se encontram numa pequena área do céu conhecida como Campo Ultra Profundo do Hubble (Hubble Ultra Deep Field) – uma região para a qual este telescópio conseguiu as imagens de maior profundidade de campo alguma vez obtidas, nos comprimentos de onda do visível e do infravermelho próximo. A imagem desta galáxia surge igualmente num dos levantamentos mais rigorosos realizados pelo Spitzer, o GOODS (Great Observatories Origins Deep Survey). Calcula-se que a galáxia esteja tão distante quanto as galáxias e quasares mais distantes até agora descobertos. A luz que hoje nos chega deste gigantesco objecto terá começado a sua viagem quando o Universo tinha apenas 800 milhões de anos.

Bahram Mobasher, da ESA e do STScI, membro da equipa que descobriu a galáxia, afirma que ela parece ter crescido incrivelmente depressa, durante poucas centenas de milhões de anos logo após o Big Bang. Formou cerca de oito vezes mais massa estelar do que aquela que se pode encontrar neste momento na Via Láctea e depois, subitamente, parou a formação de estrelas, dando a ideia de ter envelhecido prematuramente.

Com efeito, quando os cientistas estudavam o campo ultra profundo do Hubble e encontraram esta galáxia nas imagens em infravermelho esperavam ter encontrado uma galáxia bebé, semelhante a outras descobertas a distâncias comparáveis. Em vez disso, depararam-se com uma galáxia adolescente, quase adulta, muito maior que as outras pertencentes à mesma era cósmica primitiva.

Mobasher e os seus colaboradores estimaram a distância a que se encontra a galáxia combinando informações provenientes do Hubble, do Spitzer e do VLT. Em conjunto, estes observatórios conseguem cobrir uma larga faixa do espectro electromagnético, desde o visível ao infravermelho médio (0,4 a 24 microns). O brilho relativo da galáxia nos diferentes comprimentos de onda é influenciado pela expansão do Universo, o que permite aos astrónomos estimar a distância a que ela se encontra; ao mesmo tempo, é possível fazer uma ideia da quantidade de massa acumulada pela galáxia e também da idade das suas estrelas. A equipa tentou confirmar a distância estimada com medições espectroscópicas a partir dos grandes telescópios em terra (VLT, Keck e Gemini), mas a galáxia tornava-se indistinta nestas observações. Mesmo assim, a variedade de comprimentos de onda em que a galáxia pode ser observada torna única a sua impressão digital, em termos de cor, e isto trás uma consistência satisfatória às estimativas efectuadas.

A câmara de pesquisa avançada ACS do Hubble não conseguiu detectar a galáxia, mesmo tendo em conta que a imagem de campo ultra profundo é a mais pormenorizada alguma vez conseguida no visível. Isto indica que a luz azul da galáxia foi absorvida durante uma viagem de milhares de milhões de anos-luz através de um meio intermédio de hidrogénio gasoso. A galáxia foi detectada pela câmara de infravermelhos do Hubble, a câmara NICMOS (infravermelho próximo e espectrómetro multi-objecto), e também por uma câmara de infravermelhos do VLT; mas em quaisquer destes comprimentos de onda resultava uma imagem muito ténue e vermelha.



A grande surpresa surgiu nas imagens obtidas pela câmara IRAC do Spitzer (um array de infravermelhos), que facilmente detectaram a galáxia em comprimentos de onda até cinco vezes superiore aos obtidos pelo Hubble. A câmara IRAC é sensível à luz proveniente das estrelas mais velhas, mais vermelhas, que constituem a maior parte da massa de uma galáxia. O brilho detectado sugere para este caso uma massa bastante elevada. A galáxia ainda hoje seria considerada enorme, pelo que foi, sem dúvida, gigantesca, numa época em que o Universo tinha apenas 800 milhões de anos.

Os levantamentos GOODS do Spitzer já tinham revelado algumas evidências de estrelas maduras em galáxias mais vulgares, de menores dimensões, situadas a distâncias semelhantes. Membros da equipa do GOODS publicaram, ainda, análises que identificavam outras galáxias, de massa quase equiparável à da Via Láctea, observadas quando o Universo tinha menos de mil milhões de anos. Todavia, as novas observações, realizadas por Mobasher e pela sua equipa, vêm ampliar dramaticamente a noção existente de “galáxia bebé surpreendentemente madura ” para um objecto com, talvez, dez vezes mais massa e que parece ter formado as suas estrelas ainda mais cedo na história do Universo.

De uma maneira geral, os astrónomos estão convencidos de que as galáxias se formam por partes, isto é, pela fusão de galáxias mais pequenas. Mas a descoberta deste objecto sugere que pelo menos algumas se terão formado rapidamente e na sua totalidade, há muito tempo, o que trás de volta velhas teorias de formação monolítica de galáxias. Um evento deste tipo teria sido algo tremendamente explosivo, de tal forma que a energia libertada durante o rápido nascimento das estrelas teria ajudado a reaquecer o Universo, pouco tempo depois de ele ter arrefecido, após o Big Bang.

Esta época primitiva (os primeiros 5% da idade actual do Universo) parece ter sido muito fértil em acontecimentos. Acontecimentos que estão à espera de serem investigados pelo Telescópio Espacial James Webb – JWST – (NASA/ESA/CSA), que deverá ter sensibilidade suficiente em infravermelho para poder olhar para as primeiras estrelas que se formaram após o Big Bang. Planeado para ser lançado em 2012, o JWST terá poder não apenas para observar os objectos mais distantes, como para medir as suas impressões digitais espectrais, permitindo calcular distâncias mais fiáveis e obter melhor informação sobre as composições químicas.

Fonte da notícia: http://www.spacetelescope.org/news/html/heic0513.html