Como você esconde algo tão grande e brilhante como uma galáxia? Você o sufoca em poeira cósmica. O Telescópio Espacial Spitzer da NASA viu através dessa poeira para descobrir uma população oculta de galáxias monstruosamente brilhantes a aproximadamente 11 bilhões de anos-luz de distância.
Essas galáxias estranhas estão entre as mais luminosas do universo, brilhando com a luz equivalente a 10 trilhões de sóis. Mas eles estão tão distantes e encharcados de poeira que os olhos infravermelhos altamente sensíveis de Spitzer precisaram encontrá-los.
"Estamos vendo galáxias que são essencialmente invisíveis", disse Dan Weedman, da Universidade Cornell, em Ithaca, Nova York, co-autor do estudo que detalha a descoberta, publicado na edição de hoje do Astrophysical Journal Letters. “As missões infravermelhas passadas sugeriam a presença de galáxias similarmente empoeiradas há mais de 20 anos, mas essas galáxias estavam mais próximas. Tivemos que esperar Spitzer espiar o suficiente no universo distante para encontrá-los.
De onde vem toda essa poeira? A resposta não é clara. A poeira é agitada pelas estrelas, mas não se sabe como a poeira se espalhou por todas as galáxias. Outro mistério é o brilho excepcional das galáxias. Os astrônomos especulam que uma nova geração de quasares empoeirados, os objetos mais luminosos do universo, pode estar à espreita por dentro. Os quasares são como lâmpadas gigantes no centro das galáxias, alimentadas por enormes buracos negros.
Os astrônomos também gostariam de determinar se galáxias brilhantes e empoeiradas como essas acabaram evoluindo para galáxias mais fracas e menos escuras, como a nossa Via Láctea. "É possível que estrelas como o nosso Sol tenham crescido em bairros mais claros e empoeirados, mas realmente não sabemos. Ao estudar essas galáxias, teremos uma idéia melhor da história de nossa própria galáxia ”, disse James Houck, principal autor do estudo.
A equipe liderada por Cornell examinou pela primeira vez uma parte do céu noturno em busca de sinais de galáxias invisíveis usando um instrumento no Spitzer chamado fotômetro de imagem de banda múltipla. A equipe comparou as milhares de galáxias vistas nesses dados infravermelhos com as imagens ópticas terrestres mais profundas disponíveis da mesma região, obtidas pela Pesquisa de Campo Largo Profundo do Observatório Nacional de Astronomia Óptica. Isso levou à identificação de 31 galáxias que podem ser vistas apenas por Spitzer. "Essa grande área levou muitos meses para pesquisar a partir do solo", disse o Dr. Buell Jannuzi, co-pesquisador principal do Deep Wide-Field Survey, "para que as galáxias empoeiradas que Spitzer encontrou verdadeiramente sejam agulhas em um palheiro cósmico".
Outras observações usando o espectrógrafo infravermelho de Spitzer revelaram a presença de poeira de silicato em 17 dessas 31 galáxias. Os grãos de poeira de silicato são blocos de construção planetários como a areia, apenas menores. Esta é a mais remota época em que a poeira de silicato foi detectada em torno de uma galáxia. "Encontrar poeira de silicato nesta época muito inicial é importante para entender quando sistemas planetários como o nosso surgiram na evolução das galáxias", disse o Dr. Thomas Soifer, co-autor do estudo, diretor do Spitzer Science Center, em Pasadena, Califórnia. e professor de física no Instituto de Tecnologia da Califórnia, também em Pasadena.
Essa poeira de silicato também ajudou os astrônomos a determinar a que distância as galáxias estão da Terra. "Podemos separar a luz de uma galáxia distante usando um espectrógrafo, mas somente se virmos uma assinatura reconhecível de um mineral como silicato, podemos descobrir a distância dessa galáxia", disse Soifer.
Nesse caso, as galáxias foram datadas de uma época em que o universo tinha apenas três bilhões de anos, menos de um quarto de sua idade atual de 13,5 bilhões de anos. Galáxias semelhantes a estas em poeira, mas muito mais próximas da Terra, foram sugeridas pela primeira vez em 1983 por meio de observações feitas pelo satélite astronômico infravermelho conjunto da NASA e da Europa. Mais tarde, o Observatório Espacial Infravermelho da Agência Espacial Européia registrou fracamente objetos comparáveis próximos. Foi preciso a sensibilidade aprimorada de Spitzer, 100 vezes maior que as missões anteriores, para finalmente procurar as galáxias empoeiradas a grandes distâncias.
A Pesquisa de Campo Largo Profundo do Observatório Nacional de Astronomia Óptica usou o telescópio de 4 metros (13 pés) da National Science Foundation no Kitt Peak National Observatory, localizado a sudoeste de Tucson, Ariz.
O Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia, gerencia a missão do Telescópio Espacial Spitzer para a Diretoria de Missões Científicas da NASA, Washington, D.C. As operações científicas são realizadas no Spitzer Science Center. JPL é uma divisão da Caltech. O espectrógrafo de infravermelho foi construído pela Ball Aerospace Corporation, Boulder, Colorado e Cornell; seu desenvolvimento foi liderado por Houck. O fotômetro de imagem multibanda foi construído pela Ball Aerospace Corporation, da Universidade do Arizona, em Tucson, Arizona, e pela Boeing North American, em Canoga Park, Califórnia; seu desenvolvimento foi liderado pelo Dr. George Rieke, da Universidade do Arizona.
O satélite astronômico infravermelho foi um esforço conjunto entre a NASA, o Conselho de Pesquisa em Ciência e Engenharia, no Reino Unido, e a Agência Holandesa de Programas Aeroespaciais, na Holanda.
Concepções de artistas, imagens e informações adicionais sobre o Telescópio Espacial Spitzer estão disponíveis em http://www.spitzer.caltech.edu.
Fonte original: Spitzer News Release
