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Mapa tridimensional do Universo na sua infância revela 4 mil galáxias jovens
2018 abril 04

O campo do COSMOS, na constelação do Sextante, observado pelo telescópio VISTA (ESO) na banda do infravermelho. Crédito: ESO/equipa UltraVISTA. Agradecimentos: TERAPIX/CNRS/INSU/CASUMapa tridimensional do "cubo" do Universo observado nesta pesquisa. Crédito: D. Sobral, et al. 2018
Uma equipa internacional1, que conta com a participação da investigadora do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA2) Ana Afonso e é liderada pelo colaborador do IA David Sobral  (Universidade de Lancaster), apresentou hoje um dos maiores mapas tridimensionais do Universo na sua infância, onde foram descobertas cerca de 4 mil jovens galáxias.

Neste trabalho, publicado online em dois artigos3 e apresentado hoje na Semana Europeia de Astronomia e Ciências Espaciais (EWASS), a equipa observou diferentes comprimentos de onda, para calcular o desvio para o vermelho4 destas galáxias e assim obter várias janelas para 16 períodos diferentes da história do Universo, entre 11 e 13 mil milhões de anos atrás, ou entre 7% e 13% da idade atual.

Ana Afonso (IA e Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa), comenta “A maioria das galáxias distantes que descobrimos só têm cerca de 3 mil anos-luz de diâmetro, enquanto a Via Láctea é 20 vezes maior. O facto de serem tão compactas provavelmente explica algumas das propriedades físicas que eram comuns quando o Universo era jovem.” Esta população de galáxias será objeto de estudo detalhado com o MOONS, um novo instrumento em construção para o VLT (ESO), do qual o IA é uma das instituições coordenadoras.

Ana Afonso, aluna de doutoramento da FCUL e da U. Lancaster acrescenta ainda que: “algumas destas galáxias devem ter evoluído até se tornarem parecidas com a nossa própria galáxia, e por isso estamos basicamente a ver como era a nossa galáxia entre 11 ou 13 mil milhões de anos atrás”.


Para o líder da equipa, David Sobral, “estas galáxias parecem ter sofrido uma série de surtos de formação estelar, em vez de as terem formado a um ritmo constante, como acontece na nossa galáxia. Além disso, estas galáxias parecem ser povoadas por estrelas mais jovens, azuladas e pobres em metais do que as que vemos hoje.”

A equipa procurou galáxias distantes no campo COSMOS, uma das regiões do céu mais estudadas, através da deteção de radiação Lyman-alfa5. Os dados estão agora disponíveis livremente, para que possam eventualmente ser usados noutros estudos.

A Semana Europeia da Astronomia e Ciências Espaciais (EWASS) decorre na Arena Conference Centre em Liverpool (Reino Unido), de 3 a 6 de abril de 2018 e junta cerca de 1500 investigadores.


NOTAS

1.A equipa é composta por: Ana Afonso, David Sobral, Bruno Ribeiro, Jorryt Matthee, Sérgio Santos, João Calhau, Alex Forshaw, Andrea Johnson, Joanna Merrick, Sara Pérez, Oliver Sheldon, Ali A Khostovan

2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a instituição de referência na área em Portugal, integrando investigadores da Universidade do Porto e da Universidade de Lisboa, e englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF). A atividade do IA é financiada por fundos nacionais e internacionais, incluindo pela Fundação para a Ciência e a Tecnologia (UID/FIS/04434/2013), POPH/FSE e FEDER através do COMPETE 2020

3.O artigo “Slicing COSMOS with SC4K: the evolution of typical Ly alpha emitters and the Ly alpha escape fraction from z ~ 2 to z ~ 6” foi publicado online na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (DOI: 10.1093/mnras/sty378) O artigo “On the UV compactness and morphologies of typical Lyman alpha emitters from z ~ 2 to z ~ 6” foi publicado online na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (DOI: 10.1093/mnras/sty281)

4. O desvio para o vermelho, ou redshift, é uma propriedade das ondas eletromagnéticas, semelhante à alteração do som que se ouve quando uma ambulância se afasta de nós (o chamado desvio de Doppler). Este efeito ocorre nas ondas (de luz ou sonoras) quando a velocidade de afastamento do objeto faz aumentar o comprimento da onda. Pode ser por isso usado como uma medida de distância, pois quanto maior o desvio para o vermelho de um objeto (por exemplo, uma galáxia), mais distante e mais para trás no tempo ele está.

5. A radiação de Lyman-alfa é produzida quando eletrões no átomo de hidrogénio decaem do segundo nível para o primeiro nível de energia. A quantidade de energia perdida é libertada sob a forma de radiação com um comprimento de onda específico, na banda do ultravioleta.


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