Aeronáutica Nacional e Administração Espacial
Sobre a Imagem
Observações atuais sugerem que o Universo tem cerca de 13,7 bilhões de anos de idade. Sabemos que a luz leva tempo para viajar, de modo que se observarmos um objeto que está a 13 bilhões de anos-luz de distância, então essa luz vem viajando em nossa direção há 13 bilhões de anos. Essencialmente, estamos vendo esse objeto como ele apareceu há 13 bilhões de anos.
A cada ano que passa, nossa mais nova tecnologia nos permite ver cada vez mais longe.
A imagem usada para essa parada em nossa jornada é o Hubble Ultra Deep Field (UDF). O UDF é uma das vistas mais profundas do universo visível até hoje; certamente foi a mais profunda quando foi originalmente criado em 2003-2004. Existem aproximadamente 10.000 galáxias nesta vista, que é uma espécie de “amostra do núcleo” de uma parte muito estreita do céu perto da constelação Fornax. As menores e mais vermelhas galáxias da imagem, das quais existem cerca de 100, estão entre os objetos mais distantes conhecidos!
O UDF tem uma retrospectiva de aproximadamente 13 bilhões de anos (aproximadamente entre 400 e 800 milhões de anos após o Big Bang). Galáxias que existiam naquele período de tempo seriam muito jovens e muito diferentes na estrutura e aparência do que as grandes espirais que vemos hoje nas proximidades.
Qual é o objeto mais distante conhecido da Terra?
Data 02/03/16: Aqui estão os mais novos candidatos (a partir de Setembro e Maio de 2015 respectivamente) para a galáxia mais distante ainda detectada. EGS8p7 a mais de 13,2 bilhões de anos-luz de distância, e EGS-zs8-1 a 13,1 bilhões de anos-luz de distância.
Em dezembro de 2012, astrônomos anunciaram uma descoberta do Telescópio Espacial Hubble de sete galáxias primitivas localizadas a mais de 13 bilhões de anos-luz de distância de nós. Os resultados são do levantamento da mesma mancha de céu conhecida como o Campo Ultra Profundo (UDF). Este levantamento, chamado UDF12, usou a Câmera de Campo Amplo 3 de Hubble para penetrar mais profundamente no espaço em luz infravermelha próxima do que qualquer observação anterior de Hubble.
Porquê o infravermelho? Porque o Universo está se expandindo; portanto, quanto mais para trás olhamos, mais rápido os objetos se afastam de nós, o que desloca sua luz em direção ao vermelho. Redshift significa que a luz que é emitida como luz ultravioleta ou visível é deslocada cada vez mais para comprimentos de onda mais vermelhos.
A distância extrema destas galáxias recém-descobertas significa que a sua luz tem viajado até nós há mais de 13 biliões de anos, desde uma época em que o Universo era menos de 4% da sua idade actual.
A sua descoberta, sobre a qual você pode ler mais na característica da NASA é emocionante porque pode nos dar uma idéia de quão abundantes as galáxias eram próximas da época em que os astrônomos pensam que as galáxias começaram a se formar. (Phil Plait também tem uma boa coluna sobre essa descoberta.)
Como desta escrita parece que uma das galáxias desta recente descoberta de Hubble pode ser uma quebra de recorde de distância – foi observada 380 milhões de anos após o Big Bang, com um redshift de 11,9. Isto significa que a luz desta galáxia (foto abaixo) deixou 13,3+ biliões de anos luz atrás.
Apenas um mês atrás, o candidato atual era este objeto: uma galáxia jovem chamada MACS0647-JD. É apenas uma pequena fração do tamanho da nossa Via Láctea – e foi observada em 420 milhões de anos após o Big Bang, quando o universo tinha 3 por cento da sua idade atual de 13,7 bilhões de anos. Para avistar esta galáxia, os astrônomos usaram a poderosa gravidade do aglomerado maciço de galáxias MACS J0647+7015 para ampliar a luz da galáxia distante; este efeito é chamado de lente gravitacional.
Earlier em 2012, com o poder combinado dos telescópios espaciais Spitzer e Hubble da NASA, bem como o uso de lentes gravitacionais, uma equipe de astrônomos avistou o que então poderia ter sido a galáxia mais distante já vista. A luz desta jovem galáxia, MACS1149-JD, foi emitida quando nosso universo de 13.7 bilhões de anos tinha apenas 500 milhões de anos.
Em 2010, um candidato para a galáxia mais distante foi encontrado no Hubble Ultra Deep Field. Pensa-se que o UDFy-38135539 está a 13,1 bilhões de anos-luz de distância. Há mais informações neste artigo no blog do Phil Plait. Eu usei suas imagens marcadas:
Os objetos no Hubble Ultra Deep Field podem muito bem ser os objetos mais distantes conhecidos, mas existem outros contendores.
Incluem uma galáxia chamada Abell 1835 IR1916, que foi descoberta em 2004, por astrônomos do Observatório Europeu do Sul usando um instrumento quase infravermelho no Very Large Telescope. O objeto é visível para nós por causa da lente gravitacional pelo aglomerado de galáxias Abell 1835, que está entre este objeto e nós. Pensa-se que esta galáxia esteja a cerca de 13,2 mil milhões de anos-luz de distância, o que significa que dataria de cerca de 500 milhões de anos após o Big Bang. Note, porém, que este achado não foi verificado por outros instrumentos – o Telescópio Espacial Spitzer tentou em 2006 sem sucesso.
Também em 2004, uma equipe usando tanto o Telescópio Espacial Hubble como o Observatório Keck descobriu uma galáxia que se acredita estar a cerca de 13 bilhões de anos de distância de nós. Ele foi encontrado ao observar o aglomerado de galáxias Abell 2218. A luz da galáxia distante era visível por causa da lente gravitacional. O objeto muito distante é o que circulou. Para mais informações, veja este comunicado de imprensa.
Então há o Telescópio Espacial James Webb de infravermelhos. Se você se lembrar, Hubble tem capacidade de infravermelho próximo, mas não infravermelho médio, e para objetos com redshifts muito altos, para ver esses objetos mais distantes seria necessário um poderoso telescópio com capacidade de infravermelho médio. JWST será capaz de ver de volta aos primeiros objetos luminosos a nascer após o Big Bang.
Na verdade, um dos objetivos do JWST é olhar ainda mais para trás, para apenas 200 milhões de anos após o Big Bang. Um modelo de evolução da galáxia tem as primeiras galáxias se formando então e nós precisamos de JWST para testar esta previsão teórica!
(Nota: JWST será capaz de ver estas primeiras galáxias sem o auxílio de lentes gravitacionais; lentes gravitacionais podem nos permitir vê-las melhor, mas não necessariamente nos deixaria ver mais atrás no tempo).
Informação à distância
alguns dos objectos mais recentemente detectados podem estar a mais de 13 biliões de anos-luz de distância, como derivado de um modelo padrão do Universo. Entretanto, uma nova geração poderosa de telescópios, como o Telescópio Espacial James Webb, será necessária para confirmar as distâncias suspeitas desses objetos.
Quando 13 bilhões de anos-luz são traduzidos em quilômetros, há um número surpreendente de zeros – ele sai para aproximadamente 123.000.000.000.000.000.000.000.000.000 km.
À medida que o tempo avança, também a nossa capacidade de ver mais além e mais longe – dando-nos uma visão do início da existência do Universo!
Como Calculamos as Distâncias desta Magnitude?
Nestas distâncias, são usados os redshifts dos objectos, com e extensão da Lei de Hubble para o Universo distante. Aqui, temos que conhecer a história de quão rapidamente o Universo se expandia a cada momento no tempo. Isto pode ser calculado a partir da quantidade de matéria normal e escura e de energia escura. Experimente a calculadora cosmológica Javascript do Prof. Wright em:
http://www.astro.ucla.edu/~wright/CosmoCalc.html
Para mais informações sobre a Lei de Hubble, por favor leia a seção sobre como encontrar distâncias para os Superclusters mais próximos.
Por que essas distâncias são importantes para os astrônomos?
Os cientistas estimaram a idade do Universo em 13,73 bilhões de anos (com uma incerteza de cerca de 120 milhões de anos). Quando observamos um objecto que está a 13 biliões de anos-luz de distância, estamos essencialmente a observá-lo como era há 13 biliões de anos, quando o Universo era jovem. Ser capaz de ver e assim, esperemos, compreender o Universo primitivo é importante para compreender como ele foi formado. Se nós virmos de longe o suficiente, talvez tenhamos um vislumbre das primeiras galáxias como elas estavam se formando. Talvez um dia sejamos capazes de ver as primeiras galáxias a formarem-se. Poderíamos ver ainda mais para trás do que isso? Só o tempo (e a tecnologia) dirá!
Tempo de viagem
p>Ao ritmo de 17,3 km/seg (o ritmo que a Voyager está a viajar para longe do Sol), levaria cerca de 225.000.000.000.000 de anos para alcançar esta distância. À velocidade da luz, levaria 13 bilhões de anos!
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