p As galáxias no universo jovem estavam formando estrelas em taxas de 10 a 50 vezes mais altas do que suas contrapartes modernas, como a nossa Via Láctea. Um estudo recente descobriu que eles não eram apenas versões ampliadas das regiões de formação de estrelas vistas hoje. Em vez de, O professor Matthew Malkan da UCLA e vários colaboradores descobriram que as primeiras galáxias estavam "ficando verdes". p "A descoberta de que galáxias jovens são tão inesperadamente brilhantes - se você olhar para esta luz verde distinta - mudará dramaticamente e melhorará a forma como estudamos a formação de galáxias ao longo da história do universo, "Malkan disse.

p Os astrônomos descobriram um número surpreendente de galáxias distantes nas quais a linha de emissão mais forte é de oxigênio duplamente ionizado. Seu comprimento de onda na região verde do espectro eletromagnético torna a cor impressionante que também é vista nas chamadas nebulosas "planetárias" (erroneamente chamadas porque sua cor esverdeada se assemelha à dos planetas Urano e Netuno, mas por razões completamente diferentes).

p Isso foi surpreendente porque as regiões atuais de formação de estrelas, como a vizinha nebulosa de Orion, dar um brilho rosado, que vem de átomos de hidrogênio - de longe o elemento mais abundante do universo. As estrelas recém-nascidas estão embutidas nas nuvens de gás das quais nasceram recentemente. Fótons ultravioleta dessas estrelas jovens irradiam os átomos do gás, fazendo com que eles se aqueçam e percam elétrons - um processo chamado fotoionização. Esse gás quente ionizado emite um padrão distinto de cores de luz. A cor mais forte é quase sempre a luz rosa dos átomos de hidrogênio aquecidos.

p Mas algo incomum estava acontecendo nas primeiras gerações de formação de estrelas, apenas um ou dois bilhões de anos após o Big Bang. Os átomos de oxigênio em suas nuvens de gás ao redor perderam dois elétrons, ao invés do usual. Eliminar esse segundo elétron requer muita energia. Isso pode ser feito apenas por fótons extremamente energéticos (quase na faixa dos raios-X). Poucos fótons de alta energia são produzidos pelas estrelas jovens vistas hoje em Orion ou em qualquer outro lugar da Via Láctea ou outras galáxias modernas.

p Eles SÃO produzidos por algumas estrelas muito mais quentes, como aquelas encontradas brevemente nos centros da nebulosa "planetária" (foto à direita acima). Mas tais condições extremas só são vistas em toda a galáxia em menos de um centésimo de um por cento das galáxias hoje. Chamado de "ervilhas verdes, "essas galáxias estelares anãs esverdeadas foram descobertas pelo projeto Galaxy Zoo. A explicação de por que o universo jovem estava ficando verde - mas depois parou - ainda está sob intensa investigação. Malkan e seus colegas suspeitam que seja porque as estrelas jovens eram mais quentes nas fases anteriores da evolução da galáxia. Mais delas efetivamente se assemelhavam às muito quentes (T> 50, 000 ° C) estrelas centrais em nebulosas planetárias (mas com origens muito diferentes).

p Uma análise recente de muitos milhares de galáxias distantes no Campo Profundo de Subaru com o estudante de graduação Daniel Cohen descobriu que TODAS as pequenas galáxias são emissores surpreendentemente fortes da linha de emissão verde de oxigênio duplamente ionizado. Calculando a média de dados para um grande número de galáxias, eles obtiveram as primeiras medições precisas das galáxias anãs que são extremamente fracas, mas de longe o mais comum no universo jovem. A figura a seguir mostra uma média de 1, 294 dessas galáxias com um desvio para o vermelho de z =3. Estas são observadas 2 bilhões de anos após o Big Bang, quando o universo era 70 vezes mais denso do que hoje. "A linha de emissão de O ++ (que fica entre as duas linhas tracejadas verticais) é tão forte que até distorce toda a porção infravermelha do espectro da galáxia, que de outra forma é a luz das estrelas, "Malkan disse.

p A próxima geração de telescópios espaciais para pesquisas cosmológicas logo estará indo para este verde. Em particular, o lançamento do Telescópio Espacial James Webb da NASA em 2018, seguido por seu WFIRST em 2024 e o precursor de 2020 da Agência Espacial Europeia, EUCLIDES, são todos projetados para pesquisar galáxias no universo jovem através desta linha de emissão verde de O ++.

p Nos altos redshifts de interesse, visto nos primeiros 500 milhões de anos desde o Big Bang, esta linha "verde" é deslocada ainda mais na faixa de comprimento de onda infravermelho, Disse Malkan. O frio, ambientes escuros desses telescópios, e seus novos detectores, são altamente otimizados para fornecer sensibilidade espectroscópica sem precedentes à forte emissão de O ++ nesses comprimentos de onda infravermelha.

p "Esta linha será a única sonda mais poderosa da formação de galáxias, assim que as galáxias formam suas primeiras estrelas e supernovas para produzir átomos de oxigênio, "Malkan disse." Detectar e estudar o intenso brilho verde das galáxias mais jovens (mudado para o infravermelho) agora parece nossa melhor oportunidade para aprender como as primeiras galáxias evoluíram. "

p Malkan está discutindo esta pesquisa hoje na 229ª reunião da American Astronomical Society in Grapevine, Texas.