Esta impressão artística mostra a CR7, uma galáxia muito distante que foi descoberta com o auxílio do Very Large Telescope do ESO. É de longe a galáxia mais brilhante encontrada até à data no Universo primordial e existem evidências fortes de que este objeto contém estrelas da primeira geração (no centro da imagem, as mais brilhantes e azuis e que iluminam o gás primordial do Big Bang à sua volta). Estas estrelas massivas e brilhantes, puramente teóricas até agora, deram origem aos primeiros elementos pesados na história - os elementos necessários à formação das estrelas que nos rodeiam atualmente, os planetas que as orbitam e a vida tal como a conhecemos. A galáxia recentemente descoberta é três vezes mais brilhante do que a galáxia distante mais brilhante que era conhecida até agora. Créditos: ESO/M. KornmesserEsta imagem da CR7, obtida diretamente com o telescópio espacial Hubble e com o telescópio Subaru, em Mauna Kea, mostra as 3 componentes da galáxia CR7. A componente mais azul (A) é a que mostra sinais da primeira geração de estrelas, extremamente quentes e massivas, e que iluminam e ionizam o gás primordial à sua volta (a verde). As componentes C e B, mais vermelhas, mostram-nos grandes enxames de estrelas já enriquecidas com elementos mais pesados do que os formados no Big Bang, e onde as estrelas de primeira geração se formaram primeiro. Créditos: D. Sobral

Uma equipa internacional¹ de astrónomos, liderada por David Sobral, do Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA²) e da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL) descobriu aquela que é a galáxia mais brilhante alguma vez encontrada no início do Universo. A equipa encontrou ainda, pela primeira vez, fortes indícios da existência da primeira geração de estrelas.

Há muito que os astrónomos previram a existência de uma primeira geração de estrelas³ formadas a partir do material primordial do Big Bang⁴. As primeiras estrelas devem ter sido enormes - várias centenas ou mesmo milhares de vezes mais massivas que o Sol - extremamente quentes, e com um tempo de vida de apenas alguns milhões de anos.

Estas primeiras estrelas, extremamente brilhantes e até hoje apenas previstas teoricamente, criaram os primeiros elementos⁵ necessários para formar estrelas como o Sol e para que possamos existir. Porém, até agora, nenhuma busca internacional teve qualquer sucesso.

David Sobral (IA e FCUL) comenta: "Decidimos seguir um caminho totalmente diferente do resto do Mundo, e fizemos um mapeamento de grandes áreas do céu. Sabíamos que o risco de procurar onde ninguém procura era facilmente compensado por descobertas inesperadas, algo importantíssimo em Ciência. Foi fantástico quando descobrimos a galáxia CR7, a mais luminosa alguma vez encontrada no Universo primitivo.”

A equipa descobriu várias galáxias extremamente distantes e surpreendentemente brilhantes. Uma delas, a que chamaram CR7⁶, é de longe a galáxia mais brilhante alguma vez observada no Universo primitivo⁷. Por si só, esta descoberta constituía já um enorme sucesso. Contudo, novas observações revelaram algo ainda mais surpreendente.

“Ao juntarmos as diferentes peças do puzzle⁸ percebemos que tínhamos encontrado algo muito mais profundo e que estávamos a ver, pela primeira vez, um Santo Graal da astronomia – as primeiras estrelas. Foram essas estrelas que permitiram a nossa existência. Depois de inúmeras observações e imenso trabalho, com um método diferente e planeado por nós, é fabuloso obter estes resultados tão importantes⁹”, afirma David Sobral.

Jorryt Matthee (Observatório de Leiden), segundo autor do estudo, comenta: "Sempre me perguntei de onde viemos e de onde vinha o cálcio dos nossos ossos, o carbono dos meus músculos, o ferro do meu sangue. Descobri mais tarde que foram as primeiras estrelas que os fabricaram, mas até hoje nunca tinham sido vistas, até as descobrirmos. Pela primeira vez, podemos começar a estudá-las no Universo real e não apenas teoricamente."

Sérgio Santos (IA e FCUL), coautor da descoberta comenta: “Foi fantástico poder participar numa descoberta com esta relevância durante o meu projeto de investigação ainda como estudante de licenciatura! É um privilégio poder trabalhar com uma equipa de tão grande qualidade e quero destacar o nível da investigação científica que se faz hoje em dia em Portugal, capaz de rivalizar com qualquer outro país.”

Estão previstas novas observações com os melhores telescópios do mundo, a que Portugal tem acesso, para estudar a galáxia CR7 ainda melhor e sobretudo para procurar e identificar outros exemplos destas galáxias nunca antes vistas.

Notas

1. A equipa é formada por David Sobral (IA, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa e Observatório de Leiden), Jorryt Matthee (Observatório de Leiden), Sérgio Santos (IA, Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa) e investigadores das Universidades da Califórnia, Genebra e Leiden.
2. O Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA) é a maior unidade de investigação na área das Ciências do Espaço em Portugal, englobando a maioria da produção científica nacional na área. Foi avaliado como “Excelente” na última avaliação que a Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) encomendou à European Science Foundation (ESF).
3. Às primeiras estrelas que se formaram no Universo dá-se o nome de População III. Este nome surgiu porque os astrónomos já tinham classificado as estrelas da Via Láctea como População I (estrelas como o Sol, ricas em elementos pesados) e População II (estrelas mais velhas, com poucos elementos pesados).
4. Após o Big Bang os únicos elementos que existiam no Universo eram hidrogénio, hélio e vestígios de lítio.
5. Elementos químicos pesados tais como oxigénio, azoto, carbono e ferro, que são essenciais para a vida. 6. O apelido de CR7 é uma abreviatura de COSMOS Redshift 7. Redshift (desvio para o vermelho) é uma medida de distância muito utilizada pelos astrónomos. Quanto maior o desvio para o vermelho de uma galáxia, mais distante e mais para trás no tempo ela está. O nome foi também inspirado no jogador de futebol Português, Cristiano Ronaldo, que é conhecido como CR7.
6. A galáxia recém-encontrada, chamada de CR7, é três vezes mais brilhante do que o anterior record, e está a cerca de 13 mil milhões de anos-luz da Terra, quando o Universo tinha apenas 800 milhões de anos de existência.
7. A descoberta resultou de várias observações obtidas com o Very Large Telescope (VLT) do Observatório Europeu do Sul (ESO), com os telescópios (W.M.Keck), (Subaru) e ainda com o Telescópio Espacial Hubble (HST).
8. Foram encontradas fortes emissões de hélio e hidrogénio ionizados na CR7 mas, surpreendentemente, nenhum sinal de elementos pesados, tal como previsto para um enxame formado por estrelas primordiais.
9. Os resultados serão apresentados no artigo Evidence for PopIII-like stellar populations in the most luminous Lyman-aemitters at the epoch of re-ionisation: spectroscopic confirmation (Sobral et al. 2015), na conceituada revista Astrophysical Journal.

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