Astrônomos descobrem o maior aglomerado de galáxias do universo primitivo

Um estudo, conduzido por pesquisadores do Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) e realizado com o OSIRIS, um instrumento do Gran Telescopio Canarias (GTC), encontrou o aglomerado de galáxias mais densamente povoado em formação no universo primitivo. Os pesquisadores prevêem que esta estrutura, que está a uma distância de 12,5 bilhões de anos-luz de nós, terá evoluído tornando-se um aglomerado semelhante ao de Virgo, um vizinho do Grupo Local de galáxias ao qual a Via Láctea pertence. O estudo foi publicado na revista especializada Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).

Aglomerados de galáxias são grupos de galáxias que permanecem juntos por causa da ação da gravidade. Para entender a evolução dessas “cidades de galáxias”, os cientistas procuram estruturas em formação, os chamados protoclusters de galáxias, no início do universo.

Em 2012, uma equipe internacional de astrônomos fez uma determinação precisa da distância da galáxia HDF850.1, conhecida como uma das galáxias com maior taxa de formação estelar no Universo observável. Para sua surpresa, os cientistas também descobriram que esta galáxia, que é uma das regiões mais estudadas no céu, conhecida como Hubble Deep Field/GOODS-North, faz parte de um grupo de cerca de uma dúzia de protogaláxias que se formaram durante o primeiro bilhão de ano de história cósmica. Antes de sua descoberta, apenas um outro grupo primordial semelhante era conhecido.

Agora, graças a uma nova pesquisa com o instrumento OSIRIS no Gran Telescopio Canarias (GTC, ou GRANTECAN), a equipe mostrou que é uma das regiões mais densamente povoadas com galáxias no Universo primitivo, e realizou pela primeira vez um estudo detalhado das propriedades físicas deste sistema. “Surpreendentemente descobrimos que todos os membros do aglomerado estudado até agora, cerca de duas dúzias, são galáxias com formação estelar normal, e que a galáxia central parece dominar a produção de estrelas nesta estrutura” explica Rosa Calvi, antiga pesquisadora pós-doutorada da IAC e primeira autora do artigo.

Este estudo recente mostra que este aglomerado de galáxias em formação é composto de vários componentes, ou “zonas” com diferenças em sua evolução. Os astrônomos prevêem que esta estrutura irá mudar gradualmente até se tornar um aglomerado de galáxias semelhante a Virgo, a região central do supercluster do mesmo nome, na qual está situado o Grupo Local de galáxias ao qual a Via Láctea pertence. “Vemos esta cidade em construção exatamente como era há 12.500 milhões de anos, quando o Universo tinha menos de 10% de sua idade atual, então estamos vendo a infância de um aglomerado de galáxias como as típicas do Universo local” observa Helmut Dannerbauer, um pesquisador da IAC que é co-autor deste artigo.

A distância medida a estas fontes estudadas concorda perfeitamente com as previsões baseadas em observações fotométricas feitas anteriormente na GRANTECAN por Pablo Arrabal Haro, ex-aluno de doutorado da IAC, supervisionado por José Miguel Rodríguez Espinosa, pesquisador da IAC e Secretário Geral Adjunto da União Astronômica Internacional (IAU), e Casiana Muñoz-Tuñón, pesquisadora e Diretora Adjunta da IAC, todos eles co-autores do presente artigo. Arrabal desenvolveu um método para selecionar galáxias com taxas normais de formação de estrelas, baseado no levantamento fotométrico SHARDS (Survey for High-z Absorption Red and Dead Sources), um Grande Programa do Observatório Europeu do Sul (ESO) realizado no GTC. “Estou muito feliz em ver que o método desenvolvido durante minha tese de doutorado funciona tão bem em encontrar e confirmar uma região altamente povoada de galáxias no Universo distante” afirma Arrabal.

O programa SHARDS foi conduzido por Pablo Pérez-González, pesquisador do Centro de Astrobiologia (CAB, CSIC-INTA) e também autor do trabalho. Como explica Pérez-González, “medir exatamente como estas estruturas estão se formando, especialmente no início do Universo, não é fácil, e precisamos de dados excepcionais como os que estamos levando com o telescópio GTC como parte dos projetos SHARDS e SHARDS Frontier Fields, que nos permitem determinar as distâncias para galáxias e entre galáxias na borda do Universo com uma precisão nunca antes alcançada”.

Além disso, Stefan Geier, astrônomo de apoio do GTC e co-autor do trabalho, aponta que “este resultado altamente surpreendente não teria sido possível sem a extraordinária capacidade do OSIRIS junto com a grande área de coleta do GRANTECAN, o maior telescópio óptico e infravermelho do mundo”.

O artigo científico foi publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Com informações de Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC).