Essa imagem de exposição longa obtida pelo Telescópio Espacial Hubble do aglomerado galáctico Abell 2744 é a mais profunda já feita de qualquer aglomerado de galáxias. Ela mostra algumas das galáxias mais tênues e jovens já detectadas no espaço. Abell 2744, localizado na Constelação do Escultor, aparece no primeiro plano desta imagem. Ele contém várias centenas de galáxias com a aparência que tinham há 3,5 bilhões de anos atras.
NATIONAL HARBOR, MARYLAND – O Telescópio Espacial Hubble observou as profundezas do Universo como nenhum observatório jamais o fez, produzindo a primeira de seis novas imagens de ‘campo profundo’ que mostram objetos do primeiro bilhão de anos após o Big Bang.
A nova foto teve um tempo de exposição de 50 horas para coletar luz suficiente, e revela galáxias minúsculas, extremamente tênues, que podem estar a mais de 12 bilhões de anos-luz de distância. “Essa é a imagem mais profunda já obtida do Universo”, declara a líder do projeto, Jennifer Lotz do Instituto de Ciências do Telescópio Espacial (STScI), em Baltimore. “O vemos aqui é de 10 a 20 vezes mais tênue que qualquer coisa já vista no passado”. Lotz e seus colegas apresentaram a imagem em 7 de janeiro na 223ª reunião da Sociedade Astronômica dos Estados Unidos.
A primeira imagem de Campo Profundo do Hubble, publicada em 1996, se tornou instantaneamente famosa por revelar cerca de três mil galáxias anteriormente desconhecidas que apareceram em um trecho aparentemente “vazio” do espaço, quando o Hubble fixou sua câmera lá durante dezenas de horas. Os campos profundos mais recentes, chamados de “Campos de Fronteira” do Hubble, usam câmeras atualizadas do telescópio e olham ainda mais longe, aproveitando-se de “telescópios naturais” do próprio Universo, chamados de lentes gravitacionais.
Lentes gravitacionais ocorrem quando objetos muito massivos – como aglomerados galácticos – curvam o espaço-tempo a seu redor, fazendo com que a luz (e todo o resto) que passa por ali assuma uma rota curva. Galáxias muito distantes que por acaso fiquem atrás dessas lentes a partir da perspectiva da Terra aparecem ampliadas e mais brilhantes devido à curvatura gravitacional de sua luz. Assim, os Campos de Fronteira usam as capacidades de ampliação do próprio Hubble em combinação com a fortuita ampliação oferecida por lentes gravitacionais para procurar os objetos mais distantes já observados.
A nova imagem é preliminar. Em maio, o Hubble coletará mais dados sobre esse primeiro campo, aumentando o tempo total de exposição da foto para 103 horas, e durante os próximos três anos ele examinará os outros cinco Campos de Fronteira, que foram escolhidos em locais onde ficam as lentes gravitacionais mais poderosas da natureza. “Nós estamos muito interessados em saber o que aconteceu durante aquele primeiro bilhão de anos do Universo”, observa Lotz. “No projeto Campos de Fronteira o objetivo é procurar galáxias que eram pequenas o suficiente naquele período para se transformarem em nossa Via Láctea. Nós queremos saber quando apareceram as primeiras galáxias como a Via Láctea”.
O projeto poderia resolver um problema relativo à formação das primeiras galáxias do Universo. “Algumas pessoas declararam observar uma profunda redução no número de galáxias no passado”, indicando que antes de uma certa época, nenhuma galáxia conseguia se formar, declara Dan Coe do STScI, que participou do projeto de Campos de Fronteira. Se esse for o caso, poderíamos aprender mais sobre a matéria escura que parece contribuir com a maior parte da matéria do Universo. Acredita-se que galáxias se formem dentro de nuvens de matéria escura, e as propriedades dessa matéria teriam determinado o momento em que elas se aglomeraram pela primeira vez para formar nuvens e qual seria seu tamanho, permitindo a formação de galáxias. “Os Campos de Fronteira vão determinar se realmente existe uma profunda redução [no número de galáxias]”, explica Coe.
A nova foto captura três mil galáxias que estão entre as mais antigas e distantes conhecidas. Para determinar a distância dessas galáxias, pesquisadores combinarão as informações das imagens do Hubble com observações realizadas pelos telescópios espaciais Spitzer e Chandra, ambos da Nasa, que detectam luz infravermelha e raios-X, respectivamente. Esses dados mostrarão o quanto a luz das galáxias se desviou para o comprimento de ondas mais vermelhos, o que acontece quando objetos estão se afastando de nós. Como o espaço está em expansão, quanto mais distante um objeto está, mais rápido ele se afasta.
A primeira imagem dos Campos de Fronteira usa o aglomerado galáctico Abell 2744 como lente gravitacional. A foto captura não apenas galáxias distantes localizadas atrás do aglomerado, mas galáxias que pertencem ao próprio Abell. E ao medir o quanto os objetos de fundo foram ampliados pelo aglomerado, pesquisadores podem mapear onde e quanta massa existe por ali. Como essa massa inclui tanto as galáxias visíveis quanto a invisível matéria escura, o mapa esclarece como a matéria escura se acumula e se dissemina por aglomerados.
Para verificar esse mapa, Steve Rodney da Johns Hopkins University planeja procurar explosões estelares chamadas de Supernovas nos Campos de Fronteira. Uma certa classe de Supernova sempre explode com o mesmo brilho (o que lhes dá o apelido de “velas padrão”), então ao medir o brilho com que aparecem nas imagens, astrônomos podem saber quanto de sua luz foi ampliada. “Os pesquisadores que criam modelos de lentes nos deram uma previsão da ampliação” com base em modelos de matéria escura, conta Rodney, que não é membro da equipe oficial do projeto Campos de Fronteira do Hubble. “Nós conseguimos a ampliação real”. Essas verificações não apenas apoiam modelos de lentes gravitacionais, mas também confirmam que supernovas se comportavam da mesma maneira no início do Universo como fazem agora. “Nós precisamos saber”, conclui Rodney, “se as velas padrão permanecem as mesmas no tempo”.
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