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Descoberto aglomerado de galáxias em formação a 13 bilhões de anos-luz

Publicado: Quarta, 30 de Novembro de -0001, 00h00 | Última atualização em Quinta, 26 de Setembro de 2019, 17h41

Uma equipe internacional de astrônomos liderada por Yuichi Harikane (Observatório Astronômico Nacional do Japão), e incluindo astrônomos do Observatório Nacional, descobriu um protoaglomerado de galáxias a 13,0 bilhões de anos-luz de distância, usando os telescópios Subaru, Keck e Gemini. O protoaglomerado é composto por ao menos 12 galáxias confirmadas e é o mais distante já encontrado. A nova descoberta mostra como essas grandes estruturas, protoaglomerados, já existiam em uma época em que o universo era bastante jovem, apenas 800 milhões de anos (6% da idade atual).

No universo atual, os aglomerados de galáxias, compostos por milhares de galáxias, matéria escura e gás, são os maiores objetos do universo. Eles estão conectados entre si em uma enorme rede de galáxias chamada “a estrutura em larga escala", tornando-os partes essenciais da estrutura do universo. Uma das grandes perguntas da astronomia atual é como esses aglomerados de galáxias se formaram na longa história do universo, exatamente porque é especialmente difícil encontrá-los em grandes distâncias enquanto ainda jovens. Porém, esta fase é crucial para entender sua formação e o crescimento de galáxias encontradas nos aglomerados de hoje. 

“Iniciamos esta pesquisa com o objetivo de estudar quando protoaglomerados se formaram no universo", disse Yuichi Harikane. “Para saber quando um protoaglomerado se forma, precisamos voltar no tempo, olhando mais fundo no espaço. No entanto, os protoaglomerados são sistemas raros e difíceis de encontrar. Para superar esse problema, usamos a nova câmera HyperSuprime-Cam, no telescópio Subaru, e investigamos uma grande área do céu para fazer um mapa enorme do universo que incluía o raro protoaglomerado.”

A equipe descobriu o protoaglomerado z66OD em um local onde as galáxias estavam 15 vezes mais concentradas do que é esperado. Em seguida, a equipe realizou observações espectroscópicas usando os telescópios Keck e Gemini e confirmou 12 galáxias no mesmo local, a 13,0 bilhões de anos-luz de distância. Yoshiaki Ono, da Universidade de Tóquio, que conduziu as observações espectroscópicas, explicou: “Como as 12 galáxias estão concentradas no mapa tridimensional, podemos concluir que o z66OD é um protoaglomerado a 13,0 bilhões de anos-luz de distância.”

Curiosamente, uma das 12 galáxias em z66OD é uma nebulosa gasosa gigante conhecida como Himiko, que já foi encontrada anteriormente pelo Telescópio Subaru. “Não é surpreendente encontrar um objeto gigante e maciço, como Himiko, em um protoaglomerado que também é uma estrutura gigante. No entanto, ficamos surpresos ao ver que Himiko não estava localizado no centro do protoaglomerado, mas na beirada, a 500 milhões de anos-luz de distância do centro”, disse Masami Ouchi, membro da equipe do Observatório Astronômico Nacional do Japão e da Universidade de Tóquio, que descobriu Himiko em 2009. Ele continuou: “Este resultado será a chave para entender a conexão entre a formação de aglomerados de galáxias e galáxias massivas.”

Roderik Overzier, pesquisador associado do Observatório Nacional, no Rio de Janeiro, e membro do time responsável pela descoberta, comentou: “Estes protoaglomerados mais distantes serão alvos excelentes para observações futuras com a nova geração de telescópios como o telescópio espacial James Webb, o Giant Magellan Telescope e o Extremely Large Telescope. Esses objetos contêm muitas galáxias em uma pequena região, o que significa que podemos observar um grande número de galáxias raras ao mesmo tempo, o que vai acelerar enormemente a nossa compreensão do universo primitivo.”

Imagem do protoaglomerado z66OD descoberto nesta pesquisa. A imagem foi feita pela combinação de observações em três cores com o telescópio Subaru. A região azul representa a localização do protoaglomerado z66OD, e os objetos vermelhos são aproximações das 12 galáxias no z66OD. A imagem tem um campo da vista de 24 por 24 minutos de arco (correspondendo a 200 por 200 milhões de anos-luz de distância do protoaglomerado), e as aproximações, 16 por 16 segundos de arco (correspondendo a 2 por 2 milhões de anos-luz). Crédito: NAOJ/Harikane et al.

 

Mapa tridimensional de galáxias obtido nesta pesquisa. Os pontos pretos indicam a localização das galáxias, e cores mais azuis significam regiões de maior densidade.
A seta vermelha indica o protoaglomerado descoberto nesta pesquisa. Crédito: NAOJ/Harikane et al.

O trabalho foi baseado, em parte, em observações do Observatório Gemini, operado  pelo Association of Universities for Research in Astronomy, Inc., sob um acordo de cooperação com a NSF em nome dos parceiros do Gemini: National Science Foundation (EUA), National Research Council (Canada), CONICYT (Chile), Ministério de Ciencia, Tecnología e Innovación Productiva (Argentina), Ministério da Ciência, Tecnologia, Inovações e Comunicações (Brasil), e Korea Astronomy and Space Science Institute (República da Coreia). 

A pesquisa será publicada na edição de 30 de setembro de 2019 do renomado The Astrophysical Journal, com DOI 10.3847/1538-4357/ab2cd5.

Artigo: SILVERRUSH. VIII. Spectroscopic Identifications of Early Large Scale Structures with Protoclusters Over 200 Mpc at z~6-7: Strong Associations of Dusty Star-Forming Galaxies

Autores: Yuichi Harikane, Masami Ouchi, Yoshiaki Ono, Seiji Fujimoto, Darko Donevski, Takatoshi Shibuya, Andreas L. Faisst, Tomotsugu Goto, Bunyo Hatsukade, Nobunari Kashikawa, Kotaro Kohno, Takuya Hashimoto, Ryo Higuchi, Akio K. Inoue, Yen-Ting Lin, Crystal L. Martin, Roderik Overzier, Ian Smail, Jun Yoshikawa, Hideki Umehata, Yiping Ao, Scott Chapman, David L. Clements, Myungshin Im, Yipeng Jing, Toshihiro Kawaguchi, Chien-Hsiu Lee, Minju M. Lee, Lihwai Lin, Yoshiki Matsuoka, Murilo Marinello, Tohru Nagao, Masato Onodera, Sune Toft, Wei-Hao Wang

Preprint do artigo: https://arxiv.org/abs/1902.09555

 

 

 

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