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Cientistas descobriram a galáxia mais distante de todos os tempos
Batizada de HD1, a galáxia candidata está a cerca de 13,5 bilhões de anos-luz de distância e é descrita quinta-feira (07) no Astrophysical Journal .
Por Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics - 07/04/2022


HD1, objeto em vermelho, aparece no centro de uma imagem ampliada. Crédito: Harikane et al.

Uma equipe internacional de astrônomos, incluindo pesquisadores do Centro de Astrofísica | Harvard & Smithsonian, localizou o objeto astronômico mais distante de todos os tempos: uma galáxia.

Batizada de HD1, a galáxia candidata está a cerca de 13,5 bilhões de anos-luz de distância e é descrita quinta-feira (07) no Astrophysical Journal . Em um artigo publicado no Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters , os cientistas começaram a especular exatamente o que é a galáxia.

A equipe propõe duas ideias: HD1 pode estar formando estrelas em um ritmo surpreendente e possivelmente é o lar de estrelas da População III, as primeiras estrelas do universo – que, até agora, nunca foram observadas. Alternativamente, HD1 pode conter um buraco negro supermassivo com cerca de 100 milhões de vezes a massa do nosso Sol.

“Responder a perguntas sobre a natureza de uma fonte tão distante pode ser um desafio”, diz Fabio Pacucci, principal autor do estudo MNRAS , coautor do artigo sobre ApJ e astrônomo do Centro de Astrofísica. "É como adivinhar a nacionalidade de um navio pela bandeira que ele arvora, estando longe em terra, com o navio no meio de um vendaval e neblina densa. Pode-se ver algumas cores e formas da bandeira, mas não em sua totalidade . Em última análise, é um longo jogo de análise e exclusão de cenários implausíveis."

HD1 é extremamente brilhante em luz ultravioleta . Para explicar isso, "alguns processos energéticos estão ocorrendo lá ou, melhor ainda, ocorreram há alguns bilhões de anos", diz Pacucci.

No início, os pesquisadores assumiram que HD1 era uma galáxia padrão starburst, uma galáxia que está criando estrelas em uma taxa alta. Mas depois de calcular quantas estrelas HD1 estava produzindo, eles obtiveram "uma taxa incrível - HD1 estaria formando mais de 100 estrelas a cada ano. Isso é pelo menos 10 vezes maior do que esperamos para essas galáxias ".

Foi quando a equipe começou a suspeitar que o HD1 pode não estar formando estrelas normais do dia-a-dia.

“A primeira população de estrelas que se formou no universo era mais massiva, mais luminosa e mais quente do que as estrelas modernas”, diz Pacucci. "Se assumirmos que as estrelas produzidas em HD1 são essas primeiras estrelas, ou População III, suas propriedades podem ser explicadas mais facilmente. Na verdade, as estrelas da População III são capazes de produzir mais luz UV do que as estrelas normais, o que poderia esclarecer luminosidade ultravioleta de HD1."

Um buraco negro supermassivo, no entanto, também poderia explicar a extrema luminosidade do HD1. À medida que engole enormes quantidades de gás, fótons de alta energia podem ser emitidos pela região ao redor do buraco negro.
 
Se for esse o caso, seria de longe o primeiro buraco negro supermassivo conhecido pela humanidade, observado muito mais perto do Big Bang em comparação com o atual detentor do recorde.

"HD1 representaria um bebê gigante na sala de parto do universo primitivo", diz Avi Loeb, astrônomo do Centro de Astrofísica e coautor do estudo MNRAS . "Ele quebra o redshift de quasar mais alto já registrado por quase um fator de dois, um feito notável."

O HD1 foi descoberto após mais de 1.200 horas de observação com o Telescópio Subaru, Telescópio VISTA, Telescópio Infravermelho do Reino Unido e Telescópio Espacial Spitzer.

"Foi um trabalho muito difícil encontrar HD1 em mais de 700.000 objetos", diz Yuichi Harikane, astrônomo da Universidade de Tóquio que descobriu a galáxia. “A cor vermelha do HD1 combinava com as características esperadas de uma galáxia a 13,5 bilhões de anos-luz de distância surpreendentemente bem, me dando um pouco de arrepios quando a encontrei.”

A equipe então realizou observações de acompanhamento usando o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para confirmar a distância, que é 100 milhões de anos-luz a mais do que GN-z11, o atual detentor do recorde da galáxia mais distante.

Usando o Telescópio Espacial James Webb, a equipe de pesquisa em breve observará novamente o HD1 para verificar sua distância da Terra. Se os cálculos atuais estiverem corretos, HD1 será a galáxia mais distante – e mais antiga – já registrada.

As mesmas observações permitirão que a equipe se aprofunde na identidade do HD1 e confirme se uma de suas teorias está correta.

"Formando-se algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang, um buraco negro em HD1 deve ter crescido a partir de uma semente massiva a uma taxa sem precedentes", diz Loeb. "Mais uma vez, a natureza parece ser mais imaginativa do que nós."

 

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