Nota de Imprensa

Descoberto o maior proto-superenxame de galáxias

Com o auxílio do Very Large Telescope do ESO os astrónomos descobriram um titã cósmico no Universo primordial

17 de Outubro de 2018

Com o auxílio do instrumento VIMOS, montado no Very Large Telescope do ESO, uma equipa internacional de astrónomos descobriu uma estrutura colossal no Universo primordial. O proto-superenxame de galáxias — ao qual se chamou Hyperion — foi descoberto por meio de novas medições, às quais se juntaram análises complexas de dados de arquivo. Trata-se da maior e mais massiva estrutura alguma vez encontrada num tempo tão remoto e a uma distância tão grande — cerca de 2 mil milhões de anos após o Big Bang.

Uma equipa de astrónomos, liderada por Olga Cucciati do Istituto Nazionale di Astrofisica (INAF), Bologna, em Itália, utilizou o instrumento VIMOS montado no Very Large Telescope do ESO (VLT) para identificar um gigantesco proto-superenxame de galáxias a formar-se no Universo primordial — apenas 2,3 mil milhões de anos após o Big Bang. Esta estrutura, à qual os astrónomos deram o nome de Hyperion, trata-se da maior e mais massiva estrutura encontrada tão cedo na formação do Universo [1]. Calcula-se que a enorme massa do proto-superenxame seja mais de um milhar de biliões de vezes a do Sol. Esta massa colossal é semelhante à das maiores estruturas observadas no Universo atual, no entanto a descoberta de um tal objeto tão massivo no Universo primordial foi surpreendente.

“Trata-se da primeira vez que uma estrutura tão grande foi identificada a um desvio para o vermelho tão elevado, correspondente a um pouco mais de 2 mil milhões de anos após o Big Bang,” explicou Olga Cucciati, primeira autora do artigo científico que descreve estes resultados [2]. “Normalmente este tipo de estruturas são conhecidas mas a desvios para o vermelho mais baixos, o que corresponde a uma altura em que o Universo teve muito mais tempo para se desenvolver e construir algo tão grande. Foi uma surpresa encontrar uma estrutura tão evoluída quando o Universo era ainda relativamente jovem!”

Situado no campo COSMOS na constelação do Sextante, o Hyperion foi  identificado ao analizar uma enorme quantidade de dados obtidos durante o Rastreio Ultra-profundo do VIMOS, liderado por Olivier Le Fèvre (Aix-Marseille Université, CNRS, CNES). Este rastreio fornece-nos um mapa tridimensional sem precedentes da distribuição de mais de 10 000 galáxias no Universo longínquo.

A equipa descobriu que o Hyperion possui uma estrutura muito complexa, que contém pelo menos sete regiões de alta densidade ligadas por filamentos de galáxias, e que o seu tamanho é comparável ao de superenxames próximos, apesar da estrutura ser muito diferente.

“Os superenxames mais próximos da Terra tendem a apresentar uma distribuição de massas muito mais concentrada, com estruturas bem definidas,” explica Brian Lemaux, astrónomo na Universidade da California, Davis, e LAM, e membro da equipa responsável por esta descoberta. “Mas no Hyperion, a massa encontra-se distribuída de forma muito mais uniforme numa série de nodos ligados, populados por associações pouco agregadas de galáxias.”

Esta diferença deve-se muito provavelmente ao facto dos superenxames próximos terem tido milhares de milhões de anos para juntar a matéria em regiões mais densas por efeito da gravidade — um processo que atua há muito menos tempo no jovem Hyperion.

Dado o enorme tamanho que apresenta já tão cedo na história do Universo, espera-se que o Hyperion se desenvolva em algo semelhante às imensas estruturas do Universo local, tais como os superenxames que compõem a Grande Muralha Sloan ou o Superenxame da Virgem, que contém a nossa própria galáxia, a Via Láctea. “Compreender o Hyperion e ver como se compara a estruturas semelhantes recentes pode dar-nos pistas sobre como é que o Universo se desenvolveu no passado e como evoluirá no futuro, dando-nos ainda a oportunidade de desafiar alguns modelos de formação de superenxames,” conclui Cucciati. “A descoberta deste titã cósmico ajuda-nos a descobrir a história destas estruturas de larga escala.”

Notas

[1] O nome Hyperion foi escolhido com base num titã da mitologia grega, devido ao enorme tamanho e massa do proto-superenxame. A inspiração para esta nomenclatura mitológica vem de um proto-enxame anteriormente descoberto no interior de Hyperion, ao qual se chamou Colosso. Às regiões individuais de alta densidade no Hyperion foram dados nomes mitológicos tais como Teia, Eos, Selene e Hélios.

A enorme massa de Hyperion corresponde a cerca de 10¹⁵ massas solares, em notação científica.

[2] A luz que chega à Terra emitida por galáxias extremamente distantes levou muito tempo a viajar, abrindo-nos assim uma janela para o passado, quando o Universo era muito mais jovem. O comprimento de onda desta radiação foi “esticado” pela expansão do Universo ao longo da sua viagem, um efeito chamado desvio para o vermelho cosmológico. Objetos mais distantes e mais velhos têm um desvio para o vermelho maior, o que leva os astrónomos a usar frequentemente o desvio para o vermelho e a idade de forma semelhante. O desvio para o vermelho do Hyperion é 2,45, o que significa que os astrónomos observaram este proto-superenxame como ele era 2,3 mil milhões de anos após o Big Bang.

Informações adicionais

Este trabalho foi descrito num artigo científico intitulado “The progeny of a Cosmic Titan: a massive multi-component proto-supercluster in formation at z=2.45 in VUDS”, o qual será publicado na revista da especialidade Astronomy & Astrophysics.

A equipa é composta por: O. Cucciati (INAF-OAS Bologna, Itália), B. C. Lemaux (University of California, Davis, USA e LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, França), G. Zamorani (INAF-OAS Bologna, Itália), O.Le Fèvre (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, França), L. A. M. Tasca (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, França), N. P. Hathi (Space Telescope Science Institute, Baltimore, EUA), K-G. Lee (Kavli IPMU (WPI), Universidade de Tóquio, Japão, & Lawrence Berkeley National Laboratory, EUA), S. Bardelli (INAF-OAS Bologna, Itália), P. Cassata (Universidade de Pádua, Itália), B. Garilli (INAF–IASF Milano, Itália), V. Le Brun (LAM - Aix Marseille Université, CNRS, CNES, França), D. Maccagni (INAF–IASF Milano, Itália), L. Pentericci (INAF–Osservatorio Astronomico di Roma, Itália), R. Thomas (Observatório Europeu do Sul, Vitacura, Chile), E. Vanzella (INAF-OAS Bologna, Itália), E. Zucca (INAF-OAS Bologna, Itália), L. M. Lubin (University of California, Davis, EUA), R. Amorin (Kavli Institute for Cosmology & Cavendish Laboratory, University of Cambridge, RU), L. P. Cassarà (INAF–IASF Milano, Itália), A. Cimatti (Universidade de Bolonha & INAF-OAS Bologna, Itália), M. Talia (Universidade de Bolonha, Itália), D. Vergani (INAF-OAS Bologna, Itália), A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute, Baltimore, EUA), J. Pforr (ESA ESTEC, Holanda) e M. Salvato (Max-Planck-Institut für Extraterrestrische Physik, Garching bei München, Alemanha).

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 tem 16 Estados Membros: Alemanha, Áustria, Bélgica, Dinamarca, Espanha, Finlândia, França, Holanda, Irlanda, Itália, Polónia, Portugal, Reino Unido, República Checa, Suécia e Suíça, para além do país de acolhimento, o Chile, e a Austrália, um parceiro estratégico. 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 e o Interferómetro do Very Large Telescope, o observatório astronómico óptico mais avançado do mundo, para além de dois telescópios de rastreio: o VISTA, que trabalha no infravermelho, e o VLT Survey Telescope, concebido exclusivamente para mapear os céus no visível. O ESO é também um parceiro principal em duas infraestruturas situadas no Chajnantor, o APEX e o ALMA, o maior projeto astronómico que existe atualmente. E no Cerro Armazones, próximo do Paranal, o ESO está a construir o Extremely Large Telescope (ELT) de 39 metros, que será “o maior olho do mundo virado para o céu”.

Links

• Artigo científico
• Imagens do VLT

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Este texto é a tradução da Nota de Imprensa do ESO eso1833, cortesia do ESON, uma rede de pessoas nos Países Membros do ESO, que servem como pontos de contacto local com os meios de comunicação social, em ligação com os desenvolvimentos do ESO. A representante do nodo português é Margarida Serote.