Como surgiram as primeiras galáxias? Hubble capta a maior imagem no infravermelho próximo

O telescópio espacial Hubble captou a maior imagem no infravermelho próximo, a fim de encontrar as galáxias mais raras do universo.

Uma equipa internacional de cientistas divulgou recentemente a maior imagem no infravermelho próximo jamais obtida pelo Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA, permitindo aos astrónomos mapear as regiões de formação estelar do Universo e aprender como tiveram origem as primeiras e mais distantes galáxias.

Denominado 3D-DASH, este levantamento de alta resolução permitirá aos investigadores encontrar objetos e alvos raros para observações de seguimento com o recentemente lançado Telescópio Espacial James Webb durante a sua missão de décadas.

Uma pré-impressão do artigo a ser publicado na revista The Astrophysical Journal está disponível no website arXiv.

“Desde o seu lançamento, há mais de 30 anos, que o Telescópio Espacial Hubble tem liderado um renascimento no estudo de como as galáxias mudaram nos últimos 10 mil milhões de anos do Universo,” diz Lamiya Mowla, do Instituto de Astronomia e Astrofísica da Faculdade de Artes e Ciências da Universidade de Toronto e autora principal do estudo.

“O programa 3D-DASH estende o legado do Hubble em imagens de área ampla para que possamos começar a desvendar os mistérios das galáxias para lá da nossa”.

Pela primeira vez, o 3D-DASH fornece aos investigadores um levantamento no infravermelho próximo quase completo de todo o campo COSMOS, um dos mais ricos campos de dados para estudos extragalácticos para lá da Via Láctea.

Sendo o comprimento de onda mais longo e avermelhado observável com o Hubble — logo para além do que é visível ao olho humano —, o infravermelho próximo significa que os astrónomos são mais capazes de ver as primeiras galáxias, que estão mais distantes.

Os astrónomos também precisaram de procurar numa vasta área do céu para encontrar objetos raros no Universo. Até agora, uma imagem tão grande só estava disponível a partir do solo e sofria de má resolução, o que limitava o que podia ser observado. O 3D-DASH ajudará a identificar fenómenos únicos como as galáxias mais massivas do Universo, buracos negros altamente ativos e galáxias à beira de colidir e fundir-se numa só.

“Eu sou muito curiosa no que toca às galáxias monstruosas, que são as mais massivas do Universo formadas pela fusão de outras galáxias. Como cresceram as suas estruturas, e o que impulsionou as mudanças na sua forma?” diz Mowla, que começou a trabalhar no projeto em 2015 como estudante na Universidade de Yale.

“Foi difícil estudar estes acontecimentos extremamente raros utilizando imagens existentes, o que motivou o design deste grande levantamento”.

Para fotografar uma zona do céu tão extensa, os investigadores utilizaram uma nova técnica com o Hubble conhecida como DASH (Drift And SHift).

A técnica DASH cria uma imagem que é oito vezes maior do que o campo de visão padrão do Hubble, capturando várias exposições que são depois reunidas num único mosaico, semelhante ao modo como obtemos panoramas num smartphone.

A DASH também tira imagens mais rapidamente do que a técnica normalmente usada, tirando oito exposições por órbita do Hubble em vez de apenas uma, conseguindo em 250 horas o que teria anteriormente levado 2000 horas.

“O 3D-DASH acrescenta uma nova camada de observações únicas no campo COSMOS e é também um ponto de partida para os levantamentos espaciais da próxima década,” diz Ivelina Momcheva, chefe da ciência de dados do Instituto Max Planck para Astronomia e investigadora principal do estudo.

“Dá-nos uma espreitadela das futuras descobertas científicas e permite-nos desenvolver novas técnicas para analisar estes grandes conjuntos de dados”.

O 3D-DASH cobre uma área total quase seis vezes maior do que o tamanho aparente da Lua no céu. É provável que este recorde permaneça inalterado pelo sucessor do Hubble, o James Webb, que está ao invés construído para imagens sensíveis e bastante ampliadas a fim de captar pequenos detalhes de uma pequena área.

É a maior imagem do céu no infravermelho próximo disponível para os astrónomos até ao lançamento da próxima geração de telescópios, na próxima década, como o Telescópio Espacial Nancy Grace Roman e o Euclid.

Até lá, tanto os astrónomos profissionais como os observadores amadores podem explorar os céus utilizando uma versão online interativa da imagem 3D-DASH criada por Gabriel Brammer, membro do corpo docente do Centro Cosmic Dawn no Instituto Niels Bohr, na Universidade de Copenhaga.