ARLA/CLUSTER: Poeira estelar é o objeto mais distante observado até à data pelo rádio-observatório ALMA

[João Costa > CT1FBF]

O Atacama Large Millimeter Array (*ALMA*) é um rádio-observatório
constituído por um conjunto de 66 antenas, das quais 54 com 12 metros de
diâmetro e as demais com 7 metros de diâmetro.
A sua construção começou em 2003 e as observações científicas tiveram
início em 2011. O ALMA está localizado a uma altitude de 5000 metros (ASL),
na Zona de Chajnantor, a leste da vila de San Pedro de Atacama, no Chile -
um dos maiores sítios de observação astronómica do mundo. Foi inaugurado no
dia 13 de Março de 2013. Orçado em um bilhão (Mil Milhões) de euros, ele
faz parte de uma parceria entre países da Europa, da �sia Oriental e da
América do Norte em cooperação com a República do Chile.
O Observatório Europeu do Sul (em inglês European Southern Observatory -
ESO) é o parceiro europeu no projeto ALMA.
O ESO é a mais importante organização europeia intergovernamental para a
investigação em astronomia e é de longe o observatório astronómico mais
produtivo do mundo. O ESO é  financiado por 16 países: Alemanha, �ustria,
Bélgica, Brasil, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Itália,
Polónia,* Portugal*, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, assim
como pelo Chile, o país de acolhimento. O ESO destaca-se por levar a cabo
um programa de trabalhos ambicioso, focado na concepção, construção e
operação de observatórios astronómicos terrestres de ponta, que
possibilitam aos astrónomos importantes descobertas científicas.
O ESO também tem um papel importante na promoção e organização de
cooperação na investigação astronómica. O ESO mantém em funcionamento três
observatórios de ponta no Chile: La Silla, Paranal e Chajnantor. No
Paranal, o ESO opera  o Very Large Telescope, o observatório astronómico
óptico mais avançado do mundo e dois telescópios de rastreio. O VISTA, o
maior telescópio de rastreio do mundo que trabalha no infravermelho e o VLT
Survey Telescope, o maior telescópio concebido exclusivamente para mapear
os céus no visível. O ESO é um parceiro principal no ALMA, o maior projeto
astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do
Paranal, o ESO está a construir o European Extremely Large Telescope
(E-ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu�.
Poeira estelar antiga lança luz sobre as primeiras estrelasO objeto mais
distante observado até à data pelo ALMA

8 de Março de 2017
<https://cdn.eso.org/images/screen/eso1708a.jpg>
<https://cdn.eso.org/images/screen/eso1708b.jpg>

Os astrónomos usaram o ALMA para detectar uma enorme quantidade de poeira
estelar resplandescente numa galáxia observada quando o Universo tinha
apenas 4% da sua idade atual. Esta galáxia foi observada pouco depois da
sua formação e trata-se da galáxia mais distante onde se detectou poeira.
Estas observações mostraram também a mais distante detecção de oxigénio no
Universo. Estes novos resultados fornecem-nos novas pistas relativas ao
nascimento e morte explosiva das primeiras estrelas.

Uma equipa internacional de astrónomos, liderada por Nicolas Laporte da
University College London, utilizou o Atacama Large
Millimeter/submillimeter Array <http://eso.org/alma> (ALMA) para observar a
A2744_YD4, a galáxia mais jovem e mais distante observada até à data pelo
ALMA. Surpreendentemente, a equipa descobriu que esta jovem galáxia contém
poeira interestelar em abundância — poeira formada pela morte de estrelas
da geração anterior.

Observações de seguimento com o instrumento X-shooter
<http://www.eso.org/public/teles-instr/vlt/vlt-instr/x-shooter/>, montado
no Very Large Telescope <http://eso.org/vlt> do ESO, confirmaram a enorme
distância a que se encontra a A2744_YD4. De facto, estamos a observar esta
galáxia quando o Universo tinha apenas 600 milhões de anos de idade, numa
altura em que as primeiras estrelas e galáxias ainda se estavam a formar [1]
<http://www.eso.org/public/portugal/news/eso1708/#1>.

“A A2744_YD4 não é apenas a galáxia mais distante alguma vez observada pelo
ALMA,� explica Nicolas Laporte, “a detecção de tanta poeira indica-nos
também que supernovas primordiais poluíram já esta galáxia.�

A poeira cósmica é essencialmente composta por silício, carbono e alumínio,
em grãos muito pequenos, com dimensões de uma milionésima parte do
centímetro. Os elementos químicos destes grãos são formados no interior das
estrelas e libertados para o meio quando estas morrem em espectaculares
explosões de supernovas, o destino final das estrelas massivas com vidas
curtas. No Universo atual estas poeiras existem em grandes quantidades,
constituindo peças fundamentais na formação de estrelas, planetas e
moléculas complexas; no entanto no Universo primordial — antes da primeira
geração de estrelas ter morrido — a poeira era bastante escassa.

Foi possível obter observações da galáxia “poeirenta� A2744_YD4 porque este
objeto se encontra por detrás de um enxame de galáxias massivo chamado Abell
2744 <http://www.eso.org/public/news/eso1120/> [2]
<http://www.eso.org/public/portugal/news/eso1708/#2>. Devido a um fenómeno
físico chamado lente gravitacional
<https://pt.wikipedia.org/wiki/Lente_gravitacional>, o enxame atua como um
“telescópio� cósmico gigante capaz de ampliar cerca de 1,8 vezes a galáxia
mais distante A2744_YD4 e permitindo assim aos astrónomos observá-la no
Universo primordial.

As observações ALMA detectaram igualmente emissão brilhante de oxigénio
ionizado vinda da A2744_YD4. Trata-se da mais longínqua, e consequentemente
mais antiga, detecção de oxigénio feita até à data, ultrapassando mesmo um
anterior resultado do ALMA <http://www.eso.org/public/news/eso1620/> obtido
em 2016.

A detecção de poeira no Universo primordial dá-nos informação importante
sobre a altura em que explodiram as primeiras supernovas, o que permite
determinar quando é que as primeiras estrelas quentes banhavam o Universo
com a sua luz. Determinar a altura desta “madrugada cósmica� é um “santo
graal� da astronomia moderna, que pode ser investigado indiretamente
através do estudo da poeira interestelar primordial.

A equipa estima que a A2744_YD4 contenha uma quantidade de poeira
equivalente a 6 milhões de vezes a massa do nosso Sol, enquanto a massa
estelar total da galáxia — a massa de todas as estrelas contidas na galáxia
— é de 2 mil milhões de vezes a massa solar. A equipa mediu também a taxa
de formação estelar na A2744_YD4 e descobriu que as estrelas se estão a
formar a uma taxa de 20 massas solares por ano — que podemos comparar ao
valor de uma massa solar por ano na nossa Via Láctea [3]
<http://www.eso.org/public/portugal/news/eso1708/#3>.

“Apesar de não ser invulgar encontrar uma taxa de formação estelar elevada
numa galáxia distante, este valor explica-nos a rapidez com que a poeira se
formou na A2744_YD4,� diz Richard Ellis (ESO e University College London),
um co-autor do estudo. “Este período de tempo é apenas cerca de 200 milhões
de anos — ou seja, estamos a observar esta galáxia pouco depois da sua
formação.�

Este facto diz-nos que formação estelar significativa começou
aproximadamente 200 milhões de anos antes da época a que estamos a observar
a galáxia, tratando-se por isso de uma excelente oportunidade para, com a
ajuda do ALMA, estudar a época em que “se ligaram� as primeiras estrelas e
galáxias — a época mais primordial observada até à data. O nosso Sol, o
nosso planeta e a nossa existência são produtos — 13 mil milhões de anos
mais tarde — desta primeira geração de estrelas. Ao estudar a sua formação,
vida e morte, estamos na realidade a explorar a nossas origens.

“Com o ALMA poderemos obter observações mais profundas e extensas de
galáxias semelhantes do Universo primordial,� diz Ellis.

E Laporte conclui: “Mais medições deste tipo dão-nos a excelente
oportunidade de traçar a formação estelar primordial e a criação dos
elementos químicos mais pesados no Universo primordial.�


Fonte:

Margarida Serote

Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço

Portugal
Email: eson-portugal  eso.org
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