Bolha espacial gigante é ninho de novas galáxias

Com informações do ESO - 21/09/2016

Esta imagem mostra um instante no tempo de uma simulação cósmica de uma Bolha de Lyman-alfa semelhante à LAB-1. Esta simulação traça a evolução do gás e da matéria escura usando um dos mais recentes modelos de formação galática, no supercomputador Pleiades da NASA.
[Imagem: J.Geach/D.Narayanan/R.Crain]

Bolhas de Lyman-alfa

Uma equipe internacional de astrônomos usou o radiotelescópio ALMA e o VLT, no Chile, para esclarecer alguns dos mistérios que pairam em torno de um objeto raro no Universo distante, chamado Bolha de Lyman-alfa.

As Bolhas de Lyman-alfa são enormes nuvens de hidrogênio gasoso com dimensões que podem ir até às centenas de milhares de anos-luz - várias vezes maiores do que a Via Láctea - e que se encontram a grandes distâncias cósmicas.

Seu nome se refere ao comprimento de onda característico da radiação ultravioleta que emitem, conhecida por radiação de Lyman-alfa. A radiação de Lyman-alfa é produzida quando elétrons nos átomos de hidrogênio descem do segundo nível de energia mais baixo para o primeiro nível mais baixo. A quantidade exata de energia perdida é emitida sob a forma de radiação num comprimento de onda particular, na região ultravioleta do espectro.

Quebra-cabeças astronômico

Desde a descoberta destes objetos, os processos que lhes dão origem têm constituído um quebra-cabeças astronômico.

Agora, a grande resolução do ALMA permitiu identificar duas galáxias no coração de um destes objetos, galáxias estas que estão formando estrelas a um ritmo muito acelerado, fazendo brilhar todo o meio ao seu redor.

Estas enormes galáxias estão por sua vez no centro de um conjunto de galáxias menores, no que parece ser a fase inicial de formação de um aglomerado de galáxias massivo. No futuro, as duas deverão evoluir para uma única galáxia elíptica gigante.

As observações foram feitas na SSA22-Lyman-alfa 1, ou LAB 1, uma das maiores Bolhas de Lyman-alfa conhecidas. Situada no núcleo de um enorme aglomerado de galáxias na fase inicial de formação, este foi o primeiro objeto do tipo a ser descoberto - em 2000 - e localiza-se tão longe que a sua luz demorou 11,5 bilhões de anos para chegar até nós.

Esta imagem mostra um dos maiores objetos conhecidos no Universo, a Bolha de Lyman-alfa LAB-1.
[Imagem: ESO/M. Hayes]

• Bolha espacial gigante brilha de dentro para fora

Hipótese plausível

A equipe combinou as imagens do ALMA com observações obtidas com o instrumento MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), montado no VLT, que mapeia a radiação Lyman-alfa. Isto mostrou que as fontes de energia detectadas pelo ALMA estão localizadas mesmo no centro da Bolha de Lyman-alfa, onde se encontram formando estrelas a uma taxa cerca de 100 vezes maior que a da Via Láctea.

Adicionalmente, imagens profundas obtidas com o Hubble e espectroscopia do Observatório Keck mostraram que as fontes estão rodeadas por numerosas galáxias companheiras muito fracas, que podem estar bombardeando-as com material, ajudando assim a aumentar as taxas de formação estelar nas duas galáxias centrais.

A equipe fez em seguida uma sofisticada simulação de formação galáctica para demonstrar que a enorme nuvem brilhante de emissão Lyman-alfa pode ser explicada se radiação ultravioleta produzida pela formação estelar nas duas galáxias for dispersada pelo hidrogênio gasoso ao seu redor. Este efeito daria origem à Bolha de Lyman-alfa que observamos.

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