Os primeiros objectos do Universo queimaram violentamente combustível cósmico

2012-06-08

Estes dois painéis mostram a mesma fatia do céu na constelação de Boieiro, baptizada de Faixa Estendida de Groth. O painel superior mostra a observação inicial de infravermelho do Spitzer desta região, incluindo as estrelas de primeiro plano e uma confusão de galáxias mais ténues, num comprimento de onda de 4,5 microns. No painel inferior, todas as estrelas e galáxias resolvidas foram retiradas (manchas cinzentas), e o brilho de fundo remanescente foi esbatido e melhorado. Esta transformação revela a estrutura demasiado ténue para poder ser vista na imagem original e que corresponde exactamente ao que seria de esperar para os padrões dos aglomerados nas primeiras galáxias que se formaram no universo. Crédito: NASA / JPL-Caltech / GSFC.
O brilho
brilho
O brilho de um astro refere-se à quantidade de luz que dele provém, ou seja, a quantidade de energia por ele emitida por unidade de área por unidade de tempo. Dado que o brilho observado, ou medido, depende da distância ao objecto, distingue-se o brilho aparente (quando medido a uma determinada distância), do brilho intrínseco (conceptualmente medido na supefície do próprio astro).
fraco e irregular emitido pelos primeiros objectos do Universo pode ter sido detectado com a melhor precisão de sempre pelo Telescópio Espacial Spitzer
Spitzer Space Telescope
O Telescópio Espacial Spitzer é um telescópio de infravermelhos colocado em órbita pela NASA a 25 de Agosto de 2003. Este telescópio, anteriormente designado por Space InfraRed Telescope Facility (SIRTF), foi re-baptizado em homenagem a Lyman Spitzer, Jr. (1914-1997), um dos grandes astrofísicos norte-americanos do século XX. Espera-se que este observatório espacial contribua grandemente em diversos campos da Astrofísica, como por exemplo na procura de anãs castanhas e planetas gigantes, na descoberta e estudo de discos protoplanetários à volta de estrelas próximas, no estudo de galáxias ultraluminosas no infravermelho e de núcleos de galáxias activas, e no estudo do Universo primitivo.
, da NASA
National Aeronautics and Space Administration (NASA)
Entidade norte-americana, fundada em 1958, que gere e executa os programas espaciais dos Estados Unidos da América.
. Estes ténues objectos podem ter sido estrelas
estrela
Uma estrela é um objecto celeste gasoso que gera energia no seu núcleo através de reacções de fusão nuclear. Para que tal possa suceder, é necessário que o objecto possua uma massa superior a 8% da massa do Sol. Existem vários tipos de estrelas, de acordo com as suas temperaturas efectivas, cores, idades e composição química.
de grande massa
massa
A massa é uma medida da quantidade de matéria de um dado corpo.
ou buracos negros
buraco negro
Um buraco negro é um objecto cuja gravidade é tão forte que a sua velocidade de escape é superior à velocidade da luz. Em Astronomia, distinguem-se dois tipos de buraco negro: os buracos negros estelares, que resultam da morte de uma estrela de massa elevada, e os buracos negros galácticos, que existem no centro das galáxias activas.
vorazes. Estão muito longe para poderem ser observados individualmente, mas o Spitzer captou novas e convincentes evidências do que parece ser o padrão colectivo da sua radiação infravermelha
infravermelho
Região do espectro electromagnético compreendida entre os comprimentos de onda de 0,7 e 350 mícrones. Esta banda permite observar astros, fenómenos, ou processos físicos com temperaturas entre 10 e 5200 graus Kelvin.
.

As observações ajudam a confirmar que os primeiros objectos existiram em grande quantidade e que queimaram violentamente combustível cósmico.

"Estes objectos eram tremendamente brilhantes", afirma Alexander "Sasha" Kashlinsky, do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, principal autor de um novo artigo publicado no The Astrophysical Journal. "Não podemos ainda descartar directamente a hipótese de que esta luz provenha de fontes desconhecidas do nosso Universo próximo, mas é cada vez mais provável que estejamos a detectar um vislumbre de uma época remota. O Spitzer está a estabelecer um roteiro para o próximo telescópio da NASA, o James Webb, que nos dirá exactamente o que são e onde estavam estes primeiros objectos. "

O Spitzer encontrou as primeiras pistas deste padrão remoto de luz, conhecido como radiação
radiação electromagnética
A radiação electromagnética, ou luz, pode ser considerada como composta por partículas (os fotões) ou ondas. As suas propriedades dependem do comprimento de onda: ondas ou fotões com comprimentos de onda mais longos traduzem radiação menos energética. A radiação electromagnética, ou luz, é usualmente descrita como um conjunto de bandas de radiação, como por exemplo o infravermelho, o rádio ou os raios-X.
infravermelha cósmica de fundo, em 2005, e novamente, com mais precisão, em 2007. Agora, o Spitzer está na fase de prolongamento da sua missão, durante a qual realiza estudos mais aprofundados em zonas específicas do céu.

Kashlinsky e os seus colegas usaram o Spitzer para observar duas zonas do céu, cada uma delas durante mais de 400 horas. Em seguida, a equipa subtraiu cuidadosamente nas imagens todas as estrelas e galáxias
galáxia
Um vasto conjunto de estrelas, nebulosas, gás e poeira interestelar gravitacionalmente ligados. As galáxias classificam-se em três categorias principais: espirais, elípticas e irregulares.
conhecidas. Ao invés de ficarem com uma zona escura e vazia do céu, encontraram padrões fracos de radiação com várias características indicadoras da radiação cósmica infravermelha. No padrão observado, os aglomerados estão de acordo com o modo como se pensa que os objectos muito distantes estão agrupados.

Kashlinsky compara as observações à tentativa de ver fogos de artifício em Nova Iorque a partir de Los Angeles. Primeiro, seria necessário remover todas as luzes entre as duas cidades, bem como as luzes da própria cidade de Nova Iorque. No final, ficaria um mapa distorcido da distribuição dos fogos de artifício, mas eles estariam muito distantes para poderem ser observados individualmente.

"Podemos recolher pistas a partir da luz dos primeiros fogos de artifício do Universo", disse Kashlinsky. "o que nos dá mais informações acerca das fontes, que queimam intensamente o seu combustível nuclear."

O universo formou-se há cerca de 13,7 mil milhões de anos com o violento e explosivo Big Bang. Com o tempo, arrefeceu, e cerca de 500 milhões de anos depois, as primeiras estrelas, galáxias e buracos negros começaram a tomar forma. Os astrónomos dizem que a "primeira luz" deve ter viajado milhares de milhões de anos até chegar ao Telescópio Spitzer. A luz terá sido originada em comprimentos de onda do visível
radiação visível
A radiação visível é a região do espectro electromagnético que os nossos olhos detectam, compreendida entre os comprimentos de onda de 350 e 700 nm (frequências entre 4,3 e 7,5x1014Hz). Os nossos olhos distinguem luz visível de frequências diferentes, desde a luz violeta (radiação com comprimentos de onda ~ 400 nm), até à luz vermelha (com comprimentos de onda ~ 700 nm), passando pelo azul, anil, verde, amarelo e laranja.
ou mesmo do ultravioleta
ultravioleta
O ultravioleta á a banda do espectro electromagnético que cobre a gama de comprimentos de onda entre os 91,2 e os 350 nanómetros. Esta radiação é largamente bloqueada pela atmosfera terrestre.
e devido à expansão do Universo terá adquirido comprimentos de onda
comprimento de onda
Designa-se por comprimento de onda a distância entre dois pontos sucessivos de amplitude máxima (ou mínima) de uma onda.
mais longos, no infravermelho, observados pelo Spitzer.

O novo estudo é um progresso em relação às observações anteriores ao medir a radiação infravermelha cósmica de fundo até escalas equivalentes a duas Luas cheias - significativamente maiores do que as detectadas anteriormente. Imagine-se a tentativa de descobrir um padrão no ruído de uma antiga televisão olhando apenas para um pequeno pedaço do ecrã. Seria difícil saber ao certo se qualquer padrão suspeito era ou não real. A observação de uma maior área do ecrã daria a possibilidade de resolver padrões tanto de pequena como de larga escala, podendo assim confirmar-se ou não a suspeita inicial.

Da forma análoga, os astrónomos usando o Spitzer aumentaram a quantidade de céu examinado de modo a obterem provas mais definitivas do infravermelho cósmico de fundo. Os investigadores planeiam explorar mais zonas do céu no futuro com o objectivo de recolherem mais pistas escondidas na luz dessa era longínqua.

"Esta é uma das razões pelas quais estamos a construir o Telescópio Espacial James Webb", afirmou Glenn Wahlgren, cientista do programa Spitzer na sede da NASA em Washington. "O Spitzer está a dar-nos pistas tentadoras, mas o James Webb irá mostrar-nos realmente a era das primeiras estrelas."

Outros autores do estudo: Richard Arendt do Centro Goddard e da Universidade do Maryland, em Baltimore; Matt Ashby e Giovanni Fazio do Centro Harvard-Smithsonian para Astrofísica em Cambridge, Massachusetts; e John Mather e Harvey Moseley também de Goddard. Fazio liderou as observações iniciais destes campos estelares.

Fonte da notícia: http://www.nasa.gov/mission_pages/spitzer/news/spitzer20120607.html