eso1130pt — Nota de Imprensa Cientfica
Bolha espacial gigante brilha a partir do seu interior
VLT encontra nuvem primordial de hidrognio alimentada por energia vinda do seu interior
17 de Agosto de 2011
Observaes obtidas com o Very Large Telescope do ESO permitiram descobrir a fonte de energia de uma enorme nuvem de gs brilhante no Universo primordial. As observaes mostram pela primeira vez que esta bolha Lyman-alfa gigante - um dos maiores objetos individuais conhecidos - obtm a sua energia de galxias presentes no seu interior. A revista Nature publica estes resultados no dia 18 de Agosto.
Uma equipa de astrnomos utilizou o Very Large Telescope do ESO (VLT) para estudar um objeto bastante invulgar chamado bolha Lyman-alfa [1]. Estas estruturas enormes e muito luminosas so geralmente observadas em regies do Universo primitivo, onde a matria se concentra. A equipa descobriu que a radiao emitida por uma destas bolhas polarizada [2]. A luz polarizada , por exemplo, utilizada no dia-a-dia para criar efeitos 3D no cinema [3]. Esta a primeira vez que se encontra polarizao numa bolha Lyman-alfa, tornando esta observao importante no sentido de nos ajudar a compreender melhor o porqu do brilho intenso destas bolhas.
Mostrmos pela primeira vez que o brilho destes enigmticos objetos vem de radiao dispersada, emitida por galxias brilhantes escondidas no seu interior, em vez de ser o gs espalhado por toda a nuvem que est a brilhar, explica Matthew Hayes (Universidade de Toulouse, Frana), autor principal do artigo cientfico que apresenta estes resultados.
As bolhas Lyman-alfa so alguns dos maiores objetos existentes no Universo: nuvens gigantes de hidrognio gasoso que podem atingir dimetros de algumas centenas de milhares de anos-luz (umas quantas vezes maiores que a Via Lctea) e que so to energticas como as galxias mais brilhantes. So encontradas tipicamente a grandes distncias, por isso vemo-las tal como eram quando o Universo tinha apenas alguns milhares de milhes de anos de idade. So por esta razo objetos importantes para o estudo da formao e evoluo de galxias no Universo primordial. Mas a fonte de energia da sua extrema luminosidade assim como a natureza exata das bolhas tem permanecido pouco clara.
A equipa estudou uma das primeiras bolhas a ser descoberta e tambm uma das mais brilhantes. Conhecida pelo nome de LAB-1, foi descoberta em 2000 e encontra-se to distante que a sua radiao levou cerca de 11.5 mil milhes de anos a chegar at ns. Com um dimetro de cerca de 300 000 anos-luz, tambm umas das maiores conhecidas. Possui vrias galxias primordiais no seu interior, incluindo uma galxia activa [4].
Existem vrias teorias que pretendem explicar as bolhas Lyman-alfa. Uma delas supe que estes objetos brilham quando gs frio atrado pela gravidade elevada da bolha e consequentemente aquece. Outra supe que o brilho se deve a objetos brilhantes existentes no seu interior: galxias com formao estelar elevada, ou que contm buracos negros que se encontram a atrair matria. Estas novas observaes mostram que a fonte de energia da LAB-1 deve-se, de facto, a galxias no seu interior ao invs de gs a ser atrado e aquecido.
A equipa testou as duas teorias fazendo medies para saber se a radiao emitida pela bolha se encontrava polarizada. Ao estudar qual a polarizao da radiao, os astrnomos podem inferir sobre os processos fsicos que lhe do origem, ou saber o que lhe aconteceu entre a sua emisso e a sua chegada Terra. Se for refletida ou dispersada torna-se polarizada e este efeito pode ser detectado por um instrumento muito sensvel. Medir a polarizao da radiao emitida por uma bolha Lyman-alfa , no entanto, algo bastante difcil, j que estes objetos se encontram muito distantes de ns.
Estas observaes nunca poderiam ter sido feitas sem o VLT e o seu instrumento FORS. Precisvamos claramente de duas coisas: um telescpio com um espelho de, pelo menos, oito metros de dimetro de modo a poder coletar radiao suficiente, e de uma cmara capaz de medir a polarizao da radiao. No existem muitos observatrios no mundo capazes de oferecer uma tal combinao, acrescenta Claudia Scarlata (Universidade do Minnesota, EUA), co-autora do artigo.
Ao observar o seu alvo ao longo de cerca de 15 horas com o Very Large Telescope, a equipa descobriu que a radiao emitida pela bolha Lyman-alfa LAB-1 se encontra polarizada num anel em torno da regio central e que no existe polarizao no centro. Este efeito praticamente impossvel de obter se a radiao for emitido apenas pelo gs que est a ser atrado pela bolha devido gravidade, mas precisamente o que se espera se a radiao tiver origem em galxias embebidas na regio central, antes de ser dispersada pelo gs.
Os astrnomos planeiam agora estudar mais objetos deste tipo no sentido de perceberem se os resultados obtidos para a LAB-1 so vlidos para outras bolhas.
Notas
[1] O nome vem do facto destas bolhas emitirem radiao com um comprimento de onda caracterstico, conhecida como radiao de Lyman-alfa, a qual produzida quando electres nos tomos de hidrognio descem do segundo nvel de energia para o nvel fundamental.
[2] Quando as ondas de luz so polarizadas, as suas componentes de campo elctrico e magntico tm uma orientao especfica. Na luz no polarizada a orientao dos campos aleatria, no apresentando nenhuma direo privilegiada.
[3] O efeito 3D criado fazendo com que o olho esquerdo e o direito vejam imagens ligeiramente diferentes. Em alguns cinemas 3D este efeito conseguido atravs de luz polarizada: imagens separadas feitas com radiao polarizada de modo diferente so enviadas aos nossos olhos esquerdo e direito atravs de filtros polarizantes existentes nos culos.
[4] Galxias activas so galxias que se supe conterem nos seus centros muito brilhantes um buraco negro enorme. A sua luminosidade vem do material que est a ser aquecido medida que atrado para o interior do buraco negro.
Informaes adicionais
Este trabalho foi apresentado num artigo cientfico Central Powering of the Largest Lyman-alpha Nebula is Revealed by Polarized Radiation de Hayes et al., que ser publicado na revista Nature a 18 de Agosto de 2011.
A equipa composta por Matthew Hayes (Universidade de Toulouse, Frana e Observatrio de Geneve, Sua), Claudia Scarlata (Universidade do Minnesota, EUA) e Brian Siana (Universidade da California, Riverside, EUA).
O ESO, o Observatrio Europeu do Sul, 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 da classe dos 40 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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Dr Claudia Scarlata
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Sobre a Nota de Imprensa
N da Notcia: | eso1130pt |
Nome: | LAB-1 |
Tipo: | Early Universe : Cosmology : Morphology : Large-Scale Structure |
Facility: | Very Large Telescope |
Science data: | 2011Natur.476..304H |