Galáxias mais antigas e brilhantes brilham com um verde fantasmagórico em nova descoberta surpreendente
Algumas galáxias raras exibem um brilho verde graças à presença de oxigênio duplamente ionizado. Isso requer luz UV de temperaturas estelares de 50.000 K e acima. Crédito da imagem: NASA, ESA e W. Keel (Universidade do Alabama, Tuscaloosa), de NGC 5972.
Apenas algumas galáxias exibem esse brilho verde no Universo próximo. Nos primeiros tempos, é praticamente todos os mais brilhantes.
A descoberta de que galáxias jovens são tão inesperadamente brilhantes – se você procurar por essa luz verde distinta – mudará drasticamente e melhorará a maneira como estudamos a formação de galáxias ao longo da história do Universo.
– Matthew Malkan
Aqui no Universo próximo, 13,8 bilhões de anos desde o Big Bang, as galáxias vêm em grandes variedades.
Uma grande variedade de galáxias em cor, morfologia, idade e populações estelares inerentes podem ser vistas nesta imagem de campo profundo. Crédito da imagem: NASA, ESA, R. Windhorst, S. Cohen, M. Mechtley e M. Rutkowski (Universidade Estadual do Arizona, Tempe), R. O'Connell (Universidade da Virgínia), P. McCarthy (Observatórios Carnegie), N. Hathi (Universidade da Califórnia, Riverside), R. Ryan (Universidade da Califórnia, Davis), H. Yan (Universidade Estadual de Ohio) e A. Koekemoer (Instituto de Ciências do Telescópio Espacial).
Espirais, elípticas, anéis e irregulares, brilham em azul, branco ou vermelho, dependendo de suas populações estelares.
Galáxias passando por explosões massivas de formação estelar expelem grandes quantidades de matéria em grandes velocidades. Eles também brilham em vermelho cobrindo toda a galáxia, graças às emissões de hidrogênio. Crédito da imagem: NASA, ESA e The Hubble Heritage Team (STScI/AURA), da Cigar Galaxy, Messier 82.
As galáxias e nebulosas formadoras de estrelas mais violentas são tão quentes que ficam vermelhas, pois a radiação ultravioleta ioniza o hidrogênio neutro.
A grande Nebulosa de Órion é um exemplo fantástico de uma nebulosa de emissão, como evidenciado por seus tons vermelhos e sua emissão característica em 656,3 nanômetros. Crédito da imagem: NASA, ESA, M. Robberto (Space Telescope Science Institute/ESA) e Equipe do Projeto Tesouro Orion do Telescópio Espacial Hubble.
Quando os elétrons ionizados se recombinam com os núcleos, eles transitam entre os níveis de energia, emitindo um conjunto particular de comprimentos de onda de luz.
Esta imagem do Very Large Telescope do ESO mostra a nebulosa planetária verde brilhante IC 1295 em torno de uma estrela fraca e moribunda localizada a cerca de 3300 anos-luz de distância. Crédito da imagem: instrumento ESO/FORS.
Mas há outra linha verde que acontece apenas quando o oxigênio é duplamente ionizado nas temperaturas mais quentes de todas: 50.000 K e acima.
As galáxias modernas de 'ervilha verde' têm sua emissão de oxigênio duplamente ionizada compensada da galáxia principal; no Subaru Deep Field, as próprias galáxias exibem a forte emissão. Crédito da imagem: NASA, ESA e Z. Levay (STScI), com ciência pela NASA, ESA e W. Keel (Universidade do Alabama, Tuscaloosa).
Apenas nebulosas planetárias, com jovens anãs brancas superquentes, e as ultra-raras galáxias de ervilhas verdes exibem essas características.
O Subaru Deep Field, contendo milhares de galáxias distantes exibindo essas linhas de oxigênio. Crédito da imagem: Telescópio Subaru, Observatório Astronômico Nacional do Japão (NAOJ); Processamento de imagem: R. Jay GaBany.
Mas olhando para as galáxias formadoras de estrelas mais ativas no Subaru Deep Field (acima), Matthew Malkan e Daniel Cohen descobriram que todas as galáxias de 11 bilhões de anos atrás ou mais emitem essa assinatura verde.
A linha de emissão verde forte (ponto mais alto) como mostrado em uma amostra de mais de 1.000 galáxias, empilhadas espectralmente do Subaru Deep Field. O outro ponto acima das curvas é do hidrogênio; a forte linha verde de oxigênio indica uma radiação incrivelmente intensa. Crédito da imagem: Malkan e Cohen (2017).
O brilho e o calor inesperados dessas galáxias sugerem que as estrelas no Universo ultradistante são de alguma forma mais quentes do que as estrelas mais quentes de hoje.
Os aglomerados de estrelas em fusão no coração da Nebulosa da Tarântula, que contém as estrelas mais quentes do grupo local, ainda estão abaixo de 50.000 K. Talvez metalicidades mais baixas, massas mais altas ou até mesmo uma função de massa inicial muito pesada entre estrelas no início do Universo são responsáveis pelo aumento das altas temperaturas. Crédito da imagem: NASA, ESA e E. Sabbi (ESA/STScI); Agradecimento: R. O'Connell (Universidade da Virgínia) e o Comitê de Supervisão Científica da Wide Field Camera 3.
Essas primeiras galáxias são provavelmente do tipo que reionizou o Universo.
A história de reionização e formação estelar do nosso Universo. O estudo sugere que galáxias verdes ricas em oxigênio podem ter sido responsáveis pela reionização. Crédito da imagem: NASA / S.G. Djorgovski & Digital Media Center / Caltech.
O JWST, com lançamento em 2018, descobrirá com certeza.
Principalmente Mute Monday conta a história de um único fenômeno astronômico ou objeto em sua maioria visual, limitado a não mais de 200 palavras.
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