p A colaboração internacional Spitzer Adaptation of the Red-sequence Cluster Survey (SpARCS) com base na Universidade da Califórnia, Riverside combinou observações de vários dos telescópios mais poderosos do mundo para realizar um dos maiores estudos já feitos de gás molecular - a matéria-prima que alimenta a formação de estrelas em todo o universo - em três dos mais distantes aglomerados de galáxias já encontrados, detectados conforme apareciam quando o universo tinha apenas quatro bilhões de anos. p Os resultados foram publicados recentemente em The Astrophysical Journal Letters . Allison Noble, um pesquisador de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia de Massachusetts, liderou esta pesquisa mais recente da colaboração SpARCS.

p Os aglomerados são regiões raras do universo que consistem em grupos compactos de centenas de galáxias contendo trilhões de estrelas, bem como gás quente e misteriosa matéria escura. Primeiro, a equipe de pesquisa usou observações espectroscópicas do Observatório W. M. Keck em Mauna Kea, Havaí, e o Very Large Telescope no Chile, que confirmou que 11 galáxias eram membros formadores de estrelas dos três aglomerados massivos. Próximo, os pesquisadores obtiveram imagens por meio de vários filtros do telescópio espacial Hubble da NASA, que revelou uma diversidade surpreendente na aparência das galáxias, com algumas galáxias já tendo formado grandes discos com braços espirais.

p Um dos telescópios usados ​​pelos cientistas do SpARCS é o telescópio Atacama Large Millimeter Array (ALMA), extremamente sensível, capaz de detectar diretamente as ondas de rádio emitidas pelo gás molecular encontrado nas galáxias no início do universo. As observações do ALMA permitiram aos cientistas determinar a quantidade de gás molecular em cada galáxia, e forneceu a melhor medição de quanto combustível estava disponível para formar estrelas.

p Os pesquisadores compararam as propriedades das galáxias nesses aglomerados com as propriedades de "galáxias de campo" (galáxias encontradas em ambientes mais típicos com menos vizinhos próximos). Para sua surpresa, eles descobriram que o aglomerado de galáxias tinha maiores quantidades de gás molecular em relação à quantidade de estrelas na galáxia, em comparação com galáxias de campo. A descoberta intrigou a equipe porque há muito se sabe que, quando uma galáxia se divide em um aglomerado, interações com outras galáxias aglomeradas e gás quente aceleram o desligamento de sua formação estelar em relação à de uma galáxia de campo semelhante (o processo é conhecido como extinção ambiental )

p "Este é definitivamente um resultado intrigante, "disse Gillian Wilson, professor de física e astronomia na UC Riverside e líder da colaboração SpARCS. "Se o aglomerado de galáxias tiver mais combustível disponível para eles, você pode esperar que eles formem mais estrelas do que galáxias de campo, e ainda assim eles não são. "

p Nobre, um colaborador SpARCS e líder do estudo, sugere várias explicações possíveis:É possível que algo sobre estar na moda, O ambiente hostil do cluster cercado por muitas galáxias vizinhas perturba o gás molecular nas galáxias do cluster de tal forma que uma fração menor desse gás forma estrelas ativamente. Alternativamente, é possível que um processo ambiental, como o aumento da atividade de fusão em aglomerados de galáxias, resulta nas diferenças observadas entre as populações de galáxias aglomeradas e de campo.

p "Embora o estudo atual não responda à questão de qual processo físico é o principal responsável por causar as maiores quantidades de gás molecular, fornece a medição mais precisa de quanto gás molecular existe nas galáxias em aglomerados no início do universo, "Wilson disse.

p A equipe SpARCS desenvolveu novas técnicas usando observações infravermelhas do Telescópio Espacial Spitzer da NASA para identificar centenas de aglomerados de galáxias até então desconhecidos no início do universo. No futuro, eles planejam estudar uma amostra maior de clusters. A equipe recentemente ganhou mais tempo no ALMA, o Observatório W. M. Keck, e o Telescópio Espacial Hubble para continuar investigando como a vizinhança em que uma galáxia vive determina por quanto tempo ela pode formar estrelas.