Observações VLT de explosão de raios gama revelam ingredientes surpreendentes em galáxias primordiais

Uma equipa internacional de astrónomos utilizou a breve mas brilhante luz de uma explosão de raios gama distante para investigar a composição de galáxias muito distantes.
Surpreendentemente as novas observações obtidas com o Very Large Telescope do ESO revelaram duas galáxias no Universo primordial mais ricas em elementos pesados que o Sol.
As duas galáxias podem encontrar-se em processo de fusão. Tais processos no Universo primitivo originam a formação de muitas estrelas novas, podendo dar origem a explosões de raios gama.

As explosões de raios gama são as explosões mais brilhantes do Universo. São inicialmente observadas por observatórios que se encontram em órbita terrestre, que detectam a curta explosão inicial de raios gama. Depois de localizadas as suas posições, são imediatamente estudadas utilizando telescópios de grandes dimensões instalados no solo, que detectam a radiação visível e infravermelha remanescente emitida ainda nas horas e dias que se seguem à explosão inicial.

Uma destas explosões, chamada GRB 090323, foi inicialmente detectada pelo Telescópio Espacial Fermi Gamma-Ray da NASA. Pouco tempo depois, o sinal emitido foi observado pelo detector de raios X do satélite Swift da NASA e pelo sistema GROND do telescópio MPG/ESO de 2.2 metros instalado no Chile. Esta explosão foi estudada detalhadamente pelo Very Large Telescope (VLT) do ESO, apenas um dia depois da explosão inicial.

As observações obtidas com o VLT mostram que a luz brilhante emitida pela explosão de raios gama passou através da própria galáxia hospedeira e também doutra galáxia próxima. Estas galáxias estão a ser observadas tal como eram há 12 mil milhões de anos atrás. Galáxias tão distantes estão raramente envolvidas neste tipo de fenómenos.

“Quando estudámos a radiação emitida por esta explosão de raios gama não sabíamos o que iríamos encontrar. Foi surpreendente descobrir que o gás frio existente nestas duas galáxias do Universo primitivo tem uma composição química tão inesperada (…). Estas galáxias têm mais elementos pesados do que o observado em qualquer galáxia do Universo primordial. Não esperávamos que o Universo estivesse tão cedo já tão evoluído em termos químicos.”

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Espera-se que as galáxias no Universo primitivo tenham menor quantidade de elementos pesados do que as galáxias no Universo atual, tais como a Via Láctea. Os elementos pesados são produzidos ao longo da vida e morte de várias gerações de estrelas, que gradualmente vão enriquecendo o gás das galáxias. Os astrónomos utilizam o enriquecimento químico das galáxias para determinar em que período das suas vidas estas se encontram. No entanto e surpreendentemente, estas novas observações revelaram que algumas galáxias são já muito ricas em elementos pesados numa altura correspondente a menos de dois mil milhões de anos depois do Big Bang, algo inimaginável até agora.

O par de galáxias jovens descoberto deve estar a formar estrelas a uma taxa extremamente elevada, de modo a poder enriquecer tanto e tão depressa o gás frio. Uma vez que as duas galáxias estão tão próximo uma da outra, é possível que se encontrem em processo de fusão, o que dará origem a formação estelar quando as nuvens de gás colidem entre si. Os novos resultados apoiam também a ideia de que as explosões de raios gama podem estar associadas a formação estelar intensa.

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