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: Mon Apr 11 21:51:23 2016
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O ALMA rescreve a histria da formao estelar intensa no Universo | ESO Portugal

eso1313pt — Nota de Imprensa Cientfica

O ALMA rescreve a histria da formao estelar intensa no Universo

Captura recorde de galxias distantes inclui a mais longnqua deteco de gua publicada at data

13 de Maro de 2013

Observaes feitas com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) mostram que a formao estelar mais intensa no cosmos ocorreu muito mais cedo do que o que se supunha anteriormente. Os resultados so publicados numa srie de artigos cientficos que sairo na revista Nature a 14 de maro de 2013 e na revista da especialidade Astrophysical Journal. Este trabalho o exemplo mais recente das descobertas que esto a ser feitas com o ALMA, o novo observatrio internacional que hoje inaugurado.

Pensa-se que os episdios de formao estelar mais intensos ocorreram no Universo primordial, em galxias brilhantes de grande massa. Estas galxias com formao estelar explosiva convertem enormes reservatrios de gs e poeira csmica em novas estrelas a uma taxa impressionante - muitas centenas de vezes mais depressa do que a formao estelar que ocorre nas mais plcidas galxias em espiral como a nossa Galxia, a Via Lctea. Ao olhar para longe no espao, para galxias to distantes que a sua luz demorou muitos milhares de milhes de anos a chegar at ns, os astrnomos conseguem observar esta fase bem atarefada do Universo jovem.

Quanto mais distante estiver uma galxia, mais longe no tempo a estamos a ver, por isso ao medir distncias podemos reconstruir a linha cronolgica de quo vigorosa a formao estelar no Universo nas diferentes pocas da sua histria de 13,7 mil milhes de anos, disse Joaquin Vieira (California Institute of Technology, EUA), que liderou a equipa e tambm o autor principal do artigo na revista Nature.

A equipa internacional de investigadores descobriu inicialmente estas distantes e enigmticas galxias com formao estelar explosiva, utilizando o South Pole Telescope (SPT) de 10 metros, da Fundao Cientfica Nacional dos EU, e seguidamente o ALMA para observar as galxias com mais pormenor e explorar a formao estelar no Universo primordial. Os cientistas ficaram surpreendidos ao descobrir que muitas destas galxias longnquas e poeirentas que esto a formar estrelas, se encontram ainda mais longe do que o esperado, o que significa que, em mdia, os episdios de formao estelar intensa ocorreram h 12 mil milhes de anos atrs, quando o Universo tinha menos de 2 mil milhes de anos - mil milhes mais cedo do que o que se pensava anteriormente.

Duas destas galxias so as mais distantes deste tipo de galxias alguma vez observadas - esto to distantes que a sua luz comeou a sua viagem quando o Universo tinha apenas mil milhes de anos. Mais ainda, numa destas galxias recorde, detectou-se gua entre as molculas observadas, o que marca as observaes de gua mais distantes no cosmos publicadas at data.

A equipa usou a sensibilidade sem precedentes do ALMA para capturar a radiao emitida por 26 destas galxias no comprimento de onda dos trs milmetros. Esta radiao a comprimentos de onda caractersticos produzida por molculas de gs nestas galxias, sendo os comprimentos de onda esticados pela expanso do Universo ao longo dos milhares de milhes de anos que a luz demora a chegar at ns. Ao medir os comprimentos de onda esticados, os astrnomos podem calcular quanto tempo a luz demorou a chegar e assim colocar cada galxia no lugar certo da histria csmica.

A sensibilidade do ALMA e a observao em largos intervalos de comprimentos de onda que o telescpio permite, significam que podemos medir cada galxia em apenas alguns minutos - cerca de cem vezes mais depressa do que antes, disse Axel Weiss (Max-Planck-Institut fr Radioastronomie, Bona, Alemanha), que liderou o trabalho da medio das distncias s galxias. Anteriormente, uma medio como esta teria sido um laborioso processo de combinar dados, tanto de telescpios pticos como de rdio telescpios.

Na maioria dos casos, as observaes ALMA foram suficientes para determinar as distncias, no entanto, para algumas das galxias a equipa combinou os dados ALMA com medies obtidas com outros telescpios, incluindo o Atacama Pathfinder Experiment (APEX) e o Very Large Telescope do ESO [1].

Os astrnomos utilizaram apenas uma rede parcial com 16 das 66 antenas gigantes que fazem parte do ALMA, uma vez que o observatrio na altura ainda estava a ser construdo, a uma altitude de 5000 metros no remoto Planalto do Chajnantor, nos Andes chilenos. Quando estiver completo, o ALMA ser ainda mais sensvel e poder detectar galxias ainda mais tnues. Por ora, os astrnomos observaram as mais brilhantes e alm disso tiveram uma ajuda da natureza: utilizaram lentes gravitacionais, um efeito previsto pela teoria da relatividade geral de Einstein, onde a radiao emitida por uma galxia distante distorcida pelo efeito gravitacional de uma galxia mais prxima de ns, que actua como uma lente, fazendo com que a fonte longnqua parea mais brilhante.

Para compreender precisamente de quanto que a lente gravitacional tornava mais brilhante as galxias de fundo, a equipa obteve imagens muito ntidas destas galxias, utilizando observaes ALMA no comprimento de onda dos 0,9 milmetros.

Estas belas imagens obtidas com o ALMA mostram as galxias de fundo distorcidas em arcos mltiplos de luz, conhecidos como anis de Einstein, que rodeiam as galxias mais prximas, disse Yashar Hezaveh (McGill University, Montreal, Canad), que liderou o estudo das lentes gravitacionais. Estamos a usar a enorme quantidade de matria escura que rodeia as galxias a meio caminho como um telescpio csmico, para fazer com que galxias ainda mais distantes paream maiores e mais brilhantes.

A anlise da distoro revela que algumas das galxias longnquas com formao estelar intensa apresentam um brilho equivalente a 40 bilhes de sis, sendo que as lentes gravitacionais amplificaram at 22 vezes este valor.

Apenas algumas galxias com este efeito de lente gravitacional tinham sido descobertas anteriormente nos comprimentos de onda do submilmetro, mas agora o SPT e o ALMA descobriram dzias delas, disse Carlos de Breuck (ESO), um membro da equipa. Este tipo de cincia era feita anteriormente nos comprimentos de onda do visvel com o Telescpio Espacial Hubble, mas os nossos resultados mostram que o ALMA uma ferramenta muito mais poderosa neste campo de investigao.

Notas

[1] As observaes adicionais foram obtidas com o APEX, o VLT, o Australia Telescope Compact Array (ATCA) e o Submillimeter Array (SMA).

Informaes adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo Dusty starburst galaxies in the early Universe as revealed by gravitational lensing, de J. Vieira et al., publicado na revista Nature. O trabalho de medio das distncias s galxias foi descrito num artigo ALMA redshifts of millimeter-selected galaxies from the SPT survey: The redshift distribution of dusty star-forming galaxies, de A. Weiss et al., publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal. O estudo das lentes gravitacionais foi descrito num artigo ALMA observations of strongly lensed dusty star-forming galaxies, de Y. Hezaveh et al., tambm publicado na revista da especialidade Astrophysical Journal.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), uma infraestrutura astronmica internacional, uma parceria entre a Europa, a Amrica do Norte e o Leste Asitico, em cooperao com a Repblica do Chile. O ALMA financiado na Europa pelo Observatrio Europeu do Sul (ESO), na Amrica do Norte pela Fundao Nacional para a Cincia dos Estados Unidos (NSF) em cooperao com o Conselho Nacional de Investigao do Canad (NRC) e no Leste Asitico pelos Institutos Nacionais de Cincias da Natureza (NINS) do Japo em cooperao com a Academia Snica (AS) da Ilha Formosa. A construo e operao do ALMA coordenada pelo ESO, em prol da Europa, pelo Observatrio Nacional de Rdio Astronomia (NRAO), que gerido, pela Associao de Universidades (AUI), em prol da Amrica do Norte e pelo Observatrio Astronmico Nacional do Japo (NAOJ), em prol do Leste Asitico. O Observatrio ALMA (JAO) fornece uma liderana e direo unificadas na construo, gesto e operao do ALMA.

O ESO a mais importante organizao europeia intergovernamental para a investigao em astronomia e o observatrio astronmico mais produtivo do mundo. O ESO financiado por 15 pases: Alemanha, ustria, Blgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlndia, Frana, Holanda, Itlia, Portugal, Reino Unido, Repblica Checa, Sucia e Sua. O ESO destaca-se por levar a cabo um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepo, construo e funcionamento de observatrios astronmicos terrestres de ponta, que possibilitam aos astrnomos importantes descobertas cientficas. O ESO tambm tem um papel importante na promoo e organizao de cooperao na investigao astronmica. O ESO mantm em funcionamento trs observatrios de ponta, no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No Paranal, o ESO opera o Very Large Telescope, o observatrio astronmico ptico mais avanado do mundo e dois telescpios de rastreio. O VISTA, o maior telescpio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT Survey Telescope, o maior telescpio concebido exclusivamente para mapear os cus no visvel. O ESO o parceiro europeu do revolucionrio telescpio ALMA, o maior projeto astronmico que existe atualmente. O ESO encontra-se a planear o European Extremely Large Telescope, E-ELT, um telescpio de 39 metros que observar na banda do visvel e prximo infravermelho. O E-ELT ser o maior olho no cu do mundo.

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Sobre a Nota de Imprensa

N da Notcia:eso1313pt
Tipo:Early Universe : Galaxy : Activity : Starburst
Facility:Atacama Large Millimeter/submillimeter Array,Hubble Space Telescope,South Pole Telescope
Science data:2013Natur.495..344V
2013ApJ...767...88W
2013ApJ...767..132H

Imagens

Imagens ALMA de galxias distantes com formao estelar intensa amplificadas por efeito de lente gravitacional
Imagens ALMA de galxias distantes com formao estelar intensa amplificadas por efeito de lente gravitacional
Lente gravitacional das galxias longnquas com formao estelar intensa (figura esquemtica)
Lente gravitacional das galxias longnquas com formao estelar intensa (figura esquemtica)

Vdeos

Lente gravitacional das galxias longnquas com formao estelar intensa (vdeo esquemtica)
Lente gravitacional das galxias longnquas com formao estelar intensa (vdeo esquemtica)

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