ALMA Observa Galáxia Poeirenta Mais Distante do Universo

Imagem de rádio obtido pelo ALMA da galáxia poeirenta formadora de estrelas chamada MAMBO-9. A galáxia consiste em duas partes e está em processo de fusão. Crédito: ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), C.M. Casey et al .; NRAO / AUI / NSF, B. Saxton

Astrônomos que usam o ALMA avistaram a luz de uma galáxia massiva vista apenas 970 milhões de anos após o Big Bang. Essa galáxia, chamada MAMBO-9, é a galáxia empoeirada mais distante que já foi observada, sem a ajuda de uma lente gravitacional.
Galáxias empoeiradas que formam estrelas são os viveiros estelares mais intensos do Universo. Elas formam estrelas a uma taxa de até alguns milhares de vezes a massa do Sol por ano (a taxa de formação de estrelas da Via Láctea é de apenas três massas solares por ano) e contêm grandes quantidades de gás e poeira. Os astrônomos já descobriram várias delas quando o Cosmos tinha menos de um bilhão de anos. Uma delas é a galáxia SPT0311-58, que o ALMA observou em 2018. Devido ao seu comportamento extremo, os astrônomos pensam que essas galáxias empoeiradas desempenham um papel importante na evolução do Universo. Mas encontrá-las é  muito difícil. "Essas galáxias tendem a se esconder da visão", disse Caitlin Casey, da Universidade do Texas em Austin, principal autora de um estudo publicado no Astrophysical Journal. "Sabemos que eles estão lá fora, mas não são fáceis de encontrar porque a luz das estrelas está escondida em nuvens de poeira".
A luz de MAMBO-9 foi detectada há dez anos pelo co-autor Manuel Aravena, usando o instrumento Max-Planck Millimeter BOlometer (MAMBO) no telescópio IRAM de 30 metros na Espanha e o interferômetro Plateau de Bure na França. Mas essas observações não foram sensíveis o suficiente para revelar a distância da galáxia. "Estávamos em dúvida se era real, porque não conseguimos encontrá-la com outros telescópios. Mas, se fosse real, tinha que estar muito longe", diz Aravena.
Graças à sensibilidade do ALMA, Casey e sua equipe agora foram capazes de determinar a distância de MAMBO-9. "Encontramos a galáxia em uma nova pesquisa do ALMA projetada especificamente para identificar galáxias empoeiradas que formam estrelas no Universo", disse Casey. "E o que há de especial nessa observação é que esta é a galáxia empoeirada mais distante que já vimos de maneira direta".

Concepção artística de como seria MAMBO-9 em luz visível. A galáxia é muito poeirenta e ainda precisa formar a maioria de suas estrelas. Crédito: NRAO / AUI / NSF, B. Saxton

A luz de galáxias distantes é frequentemente obstruída por outras galáxias mais próximas de nós. Essas galáxias na frente funcionam como uma lente gravitacional: elas dobram a luz da galáxia mais distante. Esse efeito de lente facilita para os telescópios localizarem objetos distantes (é assim que o ALMA pode ver a galáxia SPT0311-58). Mas também distorce a imagem do objeto, dificultando a compreensão dos detalhes.
Neste estudo, os astrônomos viram MAMBO-9 diretamente, sem lente, e isso lhes permitiu medir sua massa. "A massa total de gás e poeira na galáxia é enorme: dez vezes mais do que todas as estrelas da Via Láctea. Isso significa que ainda precisa formar a maioria de suas estrelas", explicou Casey. A galáxia consiste em duas partes e está em processo de fusão.
Casey espera encontrar galáxias empoeiradas mais distantes na pesquisa do ALMA, que fornecerão informações sobre quão comuns elas são, como essas galáxias massivas se formaram tão cedo no Universo e por que elas são tão empoeiradas. "A poeira é normalmente um subproduto das estrelas que estão morrendo", disse ela. "Esperamos cem vezes mais estrelas que poeira. Mas MAMBO-9 ainda não produziu tantas estrelas e queremos descobrir como a poeira pode se formar tão rapidamente após o Big Bang".
"Observações com tecnologia nova e mais capaz podem produzir resultados inesperados em MAMBO-9", disse Joe Pesce, administrador do Programa da National Science Foundation para NRAO e ALMA. "Embora seja desafiador explicar uma galáxia muito massiva tão cedo na história do Universo, descobertas como essa permitem que os astrônomos desenvolvam uma compreensão melhorada e façam cada vez mais perguntas sobre o Universo'.
A luz de MAMBO-9 viajou cerca de 13 bilhões de anos para alcançar as antenas do ALMA (o Universo tem hoje 13,8 bilhões de anos). Isso significa que podemos ver como era a galáxia no passado. Hoje, a galáxia provavelmente seria ainda maior, contendo cem vezes mais estrelas que a Via Láctea, residindo em um enorme aglomerado de galáxias.

Fonte: Space Daily e PHYS.ORG