Astrônomos da Universidade do Texas em Austin desenvolveram uma nova técnica para descobrir as galáxias mais tênues já vistas no início do universo - 10 vezes mais tênues do que qualquer outra vista anteriormente. Essas galáxias ajudarão os astrônomos a sondar um pouco mas período importante na história cósmica. Sua nova técnica ajuda a sondar o tempo um bilhão de anos após o Big Bang, quando o mais cedo, universo escuro foi inundado com a luz das primeiras galáxias.

Rachael Livermore e Steven Finkelstein do Departamento de Astronomia da UT Austin, junto com Jennifer Lotz do Space Telescope Science Institute, foi procurar por essas galáxias tênues em imagens da pesquisa Frontier Fields do Telescópio Espacial Hubble.

"Essas galáxias são extremamente comuns, "Livermore disse." É muito gratificante poder encontrá-los. "

Estes desmaiam, as primeiras galáxias deram origem à Época da Reionização, quando a radiação energética que eles emitiram bombardeou o gás entre todas as galáxias do universo. Isso fez com que os átomos neste gás difuso perdessem seus elétrons (isto é, tornam-se ionizados).

Finkelstein explicou por que encontrar essas galáxias tênues é tão importante. "Nós sabíamos de antemão que para a nossa ideia de reionização movida pela galáxia funcionar, devia haver galáxias cem vezes mais fracas do que poderíamos ver com o Hubble, " ele disse, "e eles tinham que ser realmente, muito comum. "Foi por isso que o programa Hubble Frontier Fields foi criado, ele disse.

Lotz lidera o projeto Hubble Frontier Fields, um dos maiores do telescópio até hoje. Iniciar, O Hubble fotografou vários grandes aglomerados de galáxias. Estes foram selecionados para aproveitar sua enorme massa que causa um efeito óptico útil, previsto por Albert Einstein. A imensa gravidade de um aglomerado de galáxias dobra o espaço, que amplia a luz de galáxias mais distantes atrás dele conforme essa luz viaja em direção ao telescópio. Assim, o aglomerado de galáxias atua como uma lupa, ou uma "lente gravitacional, "permitindo que os astrônomos vejam aquelas galáxias mais distantes - aquelas que eles normalmente não seriam capazes de detectar, mesmo com o Hubble.

Mesmo assim, no entanto, as galáxias com lentes ainda estavam no limite do que o Hubble poderia detectar.

"A principal motivação para o projeto Frontier Fields foi a busca por essas galáxias extremamente tênues durante este período crítico da história do universo, "Lotz disse." No entanto, a principal dificuldade em usar os aglomerados do Frontier Field como uma lente de aumento extra é como corrigir a contaminação da luz dos aglomerados de galáxias. "

Livermore elabora:"O problema é, você está tentando encontrar essas coisas realmente fracas, mas você está olhando por trás dessas coisas realmente brilhantes. As galáxias mais brilhantes do universo estão em aglomerados, e esses aglomerados de galáxias estão bloqueando as galáxias de fundo que estamos tentando observar. Então, o que eu fiz foi criar um método para remover o aglomerado de galáxias "das imagens.

Seu método usa modelagem para identificar e separar a luz das galáxias do primeiro plano (as galáxias do aglomerado) da luz proveniente das galáxias de fundo (as mais distantes, galáxias com lentes).

De acordo com Lotz, "Este trabalho é único em sua abordagem para remover essa luz. Isso nos permitiu detectar galáxias mais fracas do que as vistas em estudos anteriores, e atingir o objetivo principal do levantamento dos Campos de Fronteira. "

Livermore e Finkelstein usaram o novo método em dois dos aglomerados de galáxias no projeto Frontier Fields:Abell 2744 e MACS 0416. Permitiu-lhes identificar galáxias fracas vistas quando o universo tinha cerca de um bilhão de anos, menos de 10 por cento de sua idade atual - galáxias 100 vezes mais fracas do que as encontradas no Hubble Ultra Deep Field, por exemplo, que é a imagem mais profunda do céu noturno já obtida.

Suas observações mostraram que essas galáxias tênues são extremamente numerosas, consistente com a ideia de que um grande número de galáxias extremamente tênues eram a principal fonte de energia por trás da reionização.

Restam quatro clusters de Frontier Fields, e a equipe planeja estudar todos eles com o método de Livermore. No futuro, ela disse, eles gostariam de usar o Telescópio Espacial James Webb para estudar galáxias ainda mais fracas.

O trabalho está publicado em uma edição recente da Astrophysical Journal .