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    Para descobrir como as galáxias crescem, estavam ampliando o céu noturno e capturando explosões cósmicas
    p Crédito:Sara Webb, Autor fornecido

    p Em toda a Austrália, astrônomos estão usando tecnologias de ponta para capturar o céu noturno, na esperança de, eventualmente, resolver algumas de nossas maiores questões sobre o universo. p À medida que nós e nossos colegas nos aprofundamos no cosmos, procurando por explosões cósmicas, nossas observações estão ajudando a lançar luz sobre mistérios de longa data - e abrindo caminho para caminhos inteiramente novos de investigação.

    p Erupções cósmicas enchem o céu

    p Swinburne's Deeper, Mais largo, O programa Faster (DWF) - no qual uma de nós (Sara Webb) trabalhou ao longo de seu Ph.D. - foi desenvolvido para caçar as explosões mais rápidas e misteriosas do universo.

    p Mas para entender o que causa as explosões cósmicas, devemos "olhar" para esses eventos com múltiplos olhos, através de diferentes telescópios em todo o mundo. Hoje vamos levá-lo em uma jornada usando dados de um desses telescópios, o Blanco 4m, no Observatório Interamericano de Cerro Tololo, no Chile.

    p Primeiro, todas as mais de 60 imagens individuais tiradas do campo de visão deste telescópio são combinadas em um mosaico. Dentro deles, vemos milhares de fontes brilhantes.

    p Essas imagens são transferidas através do Pacífico para serem processadas no supercomputador OzStar de Swinburne, que é mais poderoso do que 10, 000 laptops pessoais e podem lidar com milhares de trabalhos diferentes ao mesmo tempo.

    p Este é um exemplo de dados de câmera de energia escura obtidos pelo programa DWF. Esta imagem é de uma enorme seção do céu. Crédito:Sara Webb

    p Depois de carregado, as imagens são divididas em pedaços menores. É quando começamos a ver os detalhes.

    p Mas as galáxias acima, espetaculares como são, ainda não são o que procuramos. Queremos capturar novas "fontes" resultantes de estrelas moribundas e explosões cósmicas, que podemos identificar fazendo com que nossos computadores procurem por luz em lugares que não foram detectados anteriormente.

    p Uma fonte pode ser muitas coisas diferentes, incluindo uma estrela flamejante, uma estrela moribunda ou um asteróide. Para descobrir, temos que coletar informações contínuas sobre seu brilho e os diferentes comprimentos de onda de luz que ele emite, como rádio, Raio X, raios gama e assim por diante.

    p Assim que identificamos uma fonte, monitoramos as mudanças em seu brilho nas próximas horas e dias. Se pensarmos que pode representar uma rara explosão cósmica, acionamos outros telescópios para coletar dados adicionais.

    p Na foto estão algumas das galáxias visíveis em recortes menores de dados enviados para o programa DWF do Blanco 4 m. Crédito:Sara Webb

    p Perscrutando o passado distante

    p Galáxias são vastas coleções de estrelas, gás, poeira e matéria escura. Eles variam em forma, tamanho e cor, mas os dois tipos principais que vemos no universo hoje são espirais azuis e elípticas vermelhas. Mas como eles se formam? E por que existem diferentes tipos?

    p Os astrônomos sabem que as formas e cores de uma galáxia estão ligadas à sua evolução, mas ainda estão tentando descobrir exatamente quais formas e cores estão vinculadas a vias de crescimento específicas.

    p Achamos que as galáxias crescem em tamanho e massa por meio de dois canais principais. Eles produzem estrelas quando suas vastas nuvens de hidrogênio entram em colapso sob a gravidade. À medida que mais gás é transformado em estrelas, eles aumentam de tamanho.

    p Graças à tecnologia baseada no espaço, como o Telescópio Espacial Hubble e poderosos telescópios terrestres, os astrônomos agora podem voltar no tempo para estudar o crescimento da galáxia ao longo da história do universo.

    p À esquerda está uma imagem antiga de um pedaço de céu e à direita uma imagem atualizada com uma nova fonte que acabou de ocorrer. Este é provavelmente uma estrela flamejante ou um asteróide. Crédito:Sara Webb

    p Isso é possível, pois quanto mais distante uma galáxia está, quanto mais tempo sua luz viajou para nos alcançar. Porque a velocidade da luz é constante, podemos determinar quando a luz foi emitida - desde que saibamos a distância da galáxia da Terra (chamada de "desvio para o vermelho").

    p Eu medi esse crescimento como parte do meu Ph.D., tirando imagens de galáxias que existem em diferentes redshifts desde quando o universo tinha apenas um bilhão de anos, e comparando seus tamanhos.

    p Quando as galáxias se fundem

    p Olhando ao redor do universo hoje, vemos principalmente galáxias agrupadas. Os astrônomos acreditam que a natureza dos arredores de uma galáxia ou seu ambiente pode afetar seus caminhos de crescimento, semelhante a como as pessoas nas grandes cidades podem acessar mais recursos do que nas áreas rurais.

    p Quando muitas galáxias estão agrupadas, elas podem interagir. E essa interação pode estimular explosões de formação de estrelas dentro de uma galáxia particular.

    p Uma seleção de galáxias distantes observada em meu estudo do crescimento de galáxias ao longo do tempo. Eles parecem muito diferentes das galáxias próximas. Crédito:Rebecca Allen

    p Dito isto, este surto de crescimento pode ser de curta duração, como gás e estrelas podem ser removidos através da interação gravitacional entre várias galáxias, limitando assim a futura formação e crescimento de estrelas em uma única galáxia.

    p Mas mesmo que uma galáxia não possa formar estrelas, ele ainda pode crescer ao se fundir ou consumir galáxias menores. Por exemplo, a Via Láctea um dia consumirá as nuvens menores de Magalhães, que são galáxias anãs. Ele também irá se fundir com a galáxia de Andrômeda ligeiramente maior um dia, para formar uma galáxia gigante.

    p Ainda, embora muitos estudos tenham sido realizados para desvendar a evolução da galáxia, ainda não podemos dizer que todas as nossas perguntas foram respondidas.

    p Demorou bilhões de anos para que os aglomerados de galáxias que observamos hoje se formassem. Mas se os astrônomos podem aproveitar as tecnologias mais recentes e perscrutar mais longe do que nunca, teremos esperança de obter pistas sobre como o ambiente de uma galáxia pode impactar seu crescimento.

    p Esta imagem foi capturada usando o Telescópio Espacial Hubble. Mostra um grupo de galáxias espirais, que os astrônomos podem determinar claramente devido à alta resolução da imagem. Crédito:Rebecca Allen

    p A curvatura do espaço-tempo revela segredos

    p Com décadas de observações e milhões de galáxias capturadas em pesquisas, especialistas têm muitas teorias sobre como as galáxias se formam, e como o universo evolui. Este campo é denominado cosmologia.

    p Graças a Albert Einstein, sabemos que a força gravitacional de objetos massivos no espaço faz com que o espaço se curve. Isso foi observado por meio de um fenômeno conhecido como "lente, "onde grandes quantidades de matéria estão concentradas em uma área dentro de objetos como buracos negros, galáxias ou aglomerados de galáxias.

    p Sua gravidade distorce o espaço-tempo, atuando como uma lente gigante para revelar imagens distorcidas de objetos mais distantes atrás deles. Usando lentes, astrônomos desenvolveram maneiras de encontrar e estudar galáxias distantes que, de outra forma, estariam ocultas.

    p Essas observações continuam a impulsionar nossa compreensão da evolução da galáxia. Eles estão desafiando nossas teorias de quando e como as galáxias se formam e crescem.

    • p Na foto estão dois grupos de galáxias distantes que existiam quando o universo tinha um quarto de sua idade atual. Esses grupos de galáxias acabarão por se unir e formar uma estrutura semelhante ao aglomerado de Virgem. Eu estudei os dois para aprender mais sobre como as galáxias dentro deles estão crescendo. Crédito:Rebecca Allen

    • p Um conjunto de lentes galáxia-galáxia. A enorme gravidade da galáxia em primeiro plano distorce o espaço-tempo, atuando como uma lente que revela uma imagem distorcida de uma galáxia distante. Crédito:Rebecca Allen

    • p Uma das enormes galáxias quiescentes que nossa equipe irá investigar. Embora extremamente grande, suas estrelas mais antigas e a distância fazem com que ele apareça como uma minúscula pepita vermelha entre as galáxias muito mais brilhantes e próximas. Crédito:Rebecca Allen, Autor fornecido

    p Uma descoberta de 2018 feita por um grupo de pesquisadores, incluindo me a mim, revelou um conjunto de galáxias massivas e já evoluídas de quando o universo tinha apenas um sexto de sua idade atual. Eles teriam que se formar e crescer com extrema rapidez para se adequar aos nossos modelos atuais de crescimento de galáxias.

    p Em uma investigação futura, O professor Karl Glazebrook de Swinburne levará a mim e minha equipe para nos tornarmos alguns dos primeiros astrônomos a ter acesso ao Telescópio Espacial James Webb da Nasa para estudar essas galáxias primitivas. p Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.




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