Esta imagem a cores mostra a região do Campo Ultra Profundo do Hubble, uma região minúscula mas muito bem estudada na constelação da Fornalha, observada pelo instrumento MUSE montado no VLT do ESO. No entanto, esta imagem dá-nos apenas uma visão muito parcial da riqueza dos dados MUSE, os quais fornecem igualmente um espectro para cada pixel da imagem. Este conjunto de dados permitiu aos astrônomos não apenas medir distâncias para muitas mais destas galáxias do que antes — um total de 1600 — mas também descobrir muito mais sobre cada uma delas. Surpreendentemente, foram descobertas 72 novas galáxias que não tinham sido anteriormente descobertas pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA.
Crédito: Colaboração ESO/MUSE HUDF
Com o auxílio do instrumento MUSE montado no VLT (Very Large Telescope) do ESO no Chile, os astrônomos levaram a cabo o rastreio espectroscópico mais profundo realizado até à data. Os investigadores focaram-se no Campo Ultra Profundo do Hubble, medindo distâncias e propriedades de 1600 galáxias muito tênues, incluindo 72 galáxias que nunca tinham sido detectadas antes, nem mesmo com o próprio Hubble. Este conjunto de dados inovador deu já origem a dez artigos científicos, que estão a ser publicados numa edição especial da revista Astronomy & Astrophysics. Esta enorme quantidade de novos dados fornece aos astrônomos informações sobre a formação estelar no Universo primordial, permitindo o estudo dos movimentos e outras propriedades das galáxias primitivas — possível graças às capacidades espectroscópicas únicas do MUSE.
A equipe do Rastreio MUSE HUDF, liderada por Roland Bacon da Universidade de Lyon (CRAL, CNRS), França, utilizou o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer) para observar o Campo Ultra Profundo do Hubble (Hubble Ultra Deep Field — HUDF), uma região bastante estudada do céu na direção da constelação austral da Fornalha. Obtiveram-se assim as observações espectroscópicas mais profundas de sempre; foi medida informação espectroscópica precisa para 1600 galáxias, o que corresponde a dez vezes o número de galáxias que se tinham conseguido medir neste campo durante a última década, com telescópios colocados no solo.
As imagens HUDF originais, publicadas em 2004, tratavam-se de observações de campo profundo obtidas com o Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA. Eram as mais profundas obtidas até à data e revelaram uma enorme quantidade de galáxias, observadas quando o Universo tinha menos de 1 bilhão de anos. A região foi subsequentemente observada muitas vezes, tanto com o Hubble como com outros telescópios, resultando na imagem mais profunda do Universo obtida até à data. Agora, e apesar da profundidade das observações Hubble, o MUSE conseguiu — entre muitos outros resultados — revelar 72 galáxias nunca antes observadas nesta minúscula área do céu.
Roland Bacon explica melhor: "O MUSE consegue fazer algo que o Hubble não é capaz — separa a luz vinda de cada ponto da imagem nas suas componentes de cor, criando um espectro. Este fato permite-nos medir distâncias, cores e outras propriedades de todas as galáxias que observamos — incluindo algumas invisíveis ao próprio Hubble!"
Os dados MUSE dão-nos uma nova visão de galáxias muitos distantes e ténues, observadas próximo do início do Universo, há cerca de 13 bilhões de anos atrás. Este instrumento detetou galáxias 100 vezes mais tênues do que os rastreios anteriores, acrescentando assim a um campo observado já muito rico e aprofundando o nosso conhecimento das galáxias ao longo dos tempos.
O rastreio descobriu 72 candidatas a galáxias do tipo Lyman-alfa, objetos que emitem apenas em radiação Lyman-alfa. A nossa compreensão atual da formação estelar não explica completamente este tipo de galáxias, que parecem apenas brilhar intensamente nesta cor. Uma vez que o MUSE dispersa a luz nas suas componentes de cor, estes objetos tornam-se aparentes, mas permanecem invisíveis em imagens diretas profundas, como é o caso das do Hubble.
"O MUSE tem a capacidade única de extrair informação sobre algumas das galáxias mais precoces do Universo — mesmo numa região do céu já tão bem estudada," explica Jarle Brinchmann, autor principal de um dos artigos científicos que descreve os resultados deste rastreio, da Universidade de Leiden, na Holanda, e do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço, Porto, Portugal. "Usando espectroscopia podemos aprender mais sobre estas galáxias, tais como o seu conteúdo químico e movimentos internos — não para cada galáxia de sua vez, mas para todas as galáxias ao mesmo tempo!"
Outro resultado importante deste estudo foi a detecção sistemática de halos de hidrogênio luminoso em torno de galáxias do Universo primordial, o que dá aos astrônomos uma nova maneira promissora de estudar como é que o material flui para dentro e para fora das galáxias primitivas.
Numa série de artigos científicos são exploradas muitas outras aplicações potenciais desta base de dados, incluindo o papel de galáxias ténues durante a reionização cósmica (que começou apenas 380.000 anos após o Big Bang), taxas de fusão de galáxias quando o Universo era jovem, ventos galácticos, formação estelar e mapeamento dos movimentos das estrelas no Universo primordial.
"Notavelmente, estes dados foram todos obtidos sem o uso do recente melhoramento do MUSE relativo à Infraestrutura de Óptica Adaptativa. A ativação desta infraestrutura, após uma década de trabalho intenso por parte dos astrônomos e engenheiros do ESO, promete dados ainda mais revolucionários no futuro," conclui Roland Bacon.
Esta imagem mostra o Campo Ultra Profundo do Hubble de 2012, uma versão melhorada da imagem do Campo Ultra Profundo do Hubble através de tempo de observação adicional. Os novos dados revelaram pela primeira vez uma população de galáxias distantes a desvios para o vermelho entre 9 e 12, incluindo o objeto mais distante observado até à data. Estas galáxias precisam de confirmação através de espectroscopia levada a cabo pelo futuro Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA para serem consideradas completamente confirmadas.
Crédito: NASA, ESA, R. Ellis (Caltech) e equipe HUDF 2012
Esta imagem composta mostra a região do Campo Ultra Profundo do Hubble, destacando a azul os halos de gás brilhantes que circundam muitas galáxias distantes descobertas com o auxílio do instrumento MUSE, montado no VLT do ESO, no Chile. A descoberta de tantos halos enormes, que emitem radiação ultravioleta de Lyman-alfa, em torno de muitas galáxias distantes, é um dos muitos resultados obtidos por este rastreio espectroscópico muito profundo.
Crédito: Equipe ESO/MUSE HUDF
FONTE: ASTRONOMIA ONLINE
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