Equipe do HUBBLE quebra recorde de distância cósmica

A galáxia remota GN-z11. Crédito: NASA, ESA e P. Oesch (Universidade de Yale)


Puxando o Telescópio Espacial Hubble da NASA aos seus limites, uma equipe internacional de astrónomos quebrou o recorde de distância cósmica ao medir a galáxia mais longínqua já vista no Universo. Esta galáxia surpreendentemente brilhante, chamada GN-z11, é vista como era há 13,4 mil milhões de anos atrás, apenas 400 milhões de anos após o Big Bang. GN-z11 está localizada na direção da constelação de Ursa Maior. "Demos um grande passo para trás no tempo, para lá do que esperávamos ser capazes de ver com o Hubble. Observamos GN-z11 numa altura em que o Universo tinha apenas 3% da sua idade atual," explicou Pascal Oesch, investigador principal que pertence à Universidade de Yale. A equipa inclui cientistas dessa universidade, do STScI (Space Telescope Science Institute) e da Universidade da Califórnia.

Os astrónomos estão aproximando-se das primeiras galáxias formadas no Universo. As novas observações do Hubble levam os astrónomos para um reino que se pensava ser apenas acessível com o futuro telescópio espacial James Webb da NASA. Esta medição fornece fortes evidências de que algumas galáxias invulgares e inesperadamente brilhantes, encontradas anteriormente em imagens do Hubble, estão na realidade a estas distâncias extraordinárias. Antes, a equipa tinha estimado a distância até GN-z11 determinando a sua cor através de imagens com o Hubble e com o Spitzer. Agora, pela primeira vez para uma galáxia a uma distância tão extrema, a equipa usou o instrumento WFC3 (Wide Field Camera 3) para medir com precisão a distância até GN-z11, espectroscopicamente, dividindo a luz nas suas cores componentes.

Os astrónomos medem grandes distâncias através da determinação do "desvio para o vermelho" de uma galáxia. Este fenómeno é o resultado da expansão do Universo; cada objeto distante no Universo parece estar afastando-se de nós porque a sua luz é esticada para comprimentos de onda mais longos à medida que viaja através do espaço em expansão para alcançar os nossos telescópios. Quanto maior o desvio para o vermelho, mais longe está a galáxia. As nossas observações espectroscópicas revelam que a galáxia está ainda mais distante do que inicialmente tínhamos pensado, mesmo no limite de distância que o Hubble pode observar," afirma Gabriel Brammer do STScI, segundo autor do estudo.

O Hubble confirma, espectroscopicamente, a galáxia mais distante até à data.  Crédito: NASA, ESA e A. Feild (STScI)

Antes dos astrónomos determinarem a distância de GN-z11, a galáxia mais distante cuja distância tinha sido determinada espectroscopicamente tinha um desvio para o vermelho de 8,68 (13,2 mil milhões de anos no passado). Agora, a equipa confirmou que GN-z11 tem um desvio para o vermelho de 11,1, quase 200 milhões de anos mais perto do Big Bang. "Este é um feito extraordinário para o Hubble. Conseguiu bater todos os recordes de distância anteriores, detidos durante anos por telescópios terrestres muito maiores," afirma Pieter van Dokkum, investigador da Universidade de Yale. "Este novo recorde provavelmente vai ficar até ao lançamento do Telescópio Espacial James Webb."

A combinação das imagens do Hubble e do Spitzer revela que GN-z11 é 25 vezes mais pequena que a Via Láctea e tem apenas 1% da massa da nossa Galáxia em estrelas. No entanto, a recém-nascida GN-z11 está a crescer rapidamente, formando estrelas a um ritmo cerca de 20 vezes maior do que a nossa Galáxia atualmente. Isto torna a galáxia remota brilhante o suficiente para que os astrónomos a encontrassem e realizassem observações com o Hubble e com o Spitzer. Os resultados revelam novas pistas surpreendentes sobre a natureza do Universo primitivo. "É incrível que uma galáxia tão massiva exista apenas 200 a 300 milhões de anos após a formação das primeiras estrelas.

É preciso um crescimento muito rápido, uma produção estelar a uma velocidade enorme, para formar uma galáxia com mil milhões de massas solares tão cedo," explicou Garth Illingworth, investigador da Universidade da Califórnia em Santa Cruz. Estes resultados fornecem uma visualização tentadora das observações que o Telescópio Espacial James Webb irá executar depois de ser lançado para o espaço em 2018. "O Hubble e o Spitzer já estão a chegar ao território do Webb," comenta Oesch.

"Esta nova descoberta mostra que o telescópio Webb vai certamente encontrar muitas dessas galáxias jovens que remontam à formação das primeiras galáxias," acrescenta Illingworth. Esta descoberta também tem consequências importantes para o WFIRST (Wide-Field Infrared Survey Telescope) da NASA, que terá a capacidade de encontrar milhares de galáxias brilhantes e muito distantes. Os resultados da equipa foram aceites para publicação numa edição futura da revista The Astrophysical Journal.