Aqui estão os objetos mais distantes já encontrados no universo — até agora

Por Daniele Cavalcante | 22 de Janeiro de 2020 às 11h39
Robin Dienel/Carnegie Institution For Science

Na medida em que os instrumentos de observação celeste evoluem, astrônomos buscam cada vez mais enxergar além das fronteiras invisíveis do universo observável, encontrando galáxias, buracos negros, quasares e explosões a bilhões de anos-luz de distância da Terra. O objetivo: entender cada vez mais a formação e evolução dos objetos cósmicos e a própria origem do universo.

Saber a distância de objetos espaciais pode ser complicado. Às vezes, podemos confundir a distância que a luz desse objeto percorreu até chegar a nós e a distância real do objeto. Faz sentido dizer que, se a luz de um objeto levou 100 milhões de anos-luz para chegar aqui, significa que este objeto está a 100 milhões de anos-luz de distância, mas é preciso considerar a expansão contínua - e cada vez mais rápida - do universo.

Desvio para o vermelho

Gráfico ilustra o telescópio Hubble que observou a galáxia GN-Z11. O nome da galáxia indica o valor de seu desvio para o vermelho. Nessa linha temporal, ela está localizada próxima à era da reionização, pouco após o surgimento das primeiras estrelas (Imagem: NASA/ESA/P. Oesch/B. Robertson/A. Feild)

Por causa da expansão do universo, todos os objetos distantes ficam cada vez mais afastados. Por isso, astrônomos contam com uma série de números para calcular não apenas a idade e a distância que a luz percorreu até chegar a nós, mas também o quanto o objeto se distanciou enquanto essa luz viajava em nossa direção. Para esse cálculo, eles usam algo chamado desvio para o vermelho (do inglês redshift).

Resumidamente, o desvio para o vermelho é o modo como os astrônomos podem aprender sobre o movimento de objetos cósmicos observando como as cores mudam ao longo do tempo ou como elas diferem do que esperávamos ver.

Por exemplo, se um objeto é mais vermelho do que esperávamos, podemos concluir que ele está se afastando de nós. Se é mais azul, podemos dizer que está se movendo em nossa direção. É que, à medida que um objeto se aproxima, as ondas de luz são agrupadas e movidas para a extremidade azul do espectro eletromagnético, onde a luz tem um comprimento de onda menor - isso é chamado de desvio de azul. No desvio para o vermelho, acontece o oposto. A distância “real”, afetada pela expansão do universo, é chamada de “distância comóvel”.

Assim, podemos entender como objetos que deveriam estar a menos de 13 bilhões de anos-luz de distância estão, atualmente, muito mais longe que isso. Também explica como somos capazes de enxergar algo tão longe - a luz chegou até nós viajando uma distância bem inferior que a distância na qual objeto se encontra atualmente.

Dito isto, confira quais são os objetos mais distantes já encontrados no universo - até então.

Supernova SN UDS10Wil

Foto: NASA/ESA/A. Riess/D. Jones/S. Rodney

Esta é a supernova mais distante do tipo la já descoberta, e ela explodiu há mais de 10 bilhões de anos. Supernovas desse tipo são usadas como indicadores de distância por causa de seus brilhos. Com esse critério, os astrônomos medem distâncias no universo e a taxa de expansão dele. Steve Rodney, da Johns Hopkins University, disse que "quanto mais entendermos essas supernovas, mais preciso nosso critério cósmico se tornará".

A SN UDS10Wil foi apelidada de "Wilson" por seus descobridores, em homenagem a Woodrow Wilson, o 28º presidente dos EUA, e está em um desvio para o vermelho de 1,9. Sua distância é estimada em 17 bilhões de anos-luz.

Supernova SN 1000+0216

Imagem: Adrian Malec/Marie Martig 

Essa é a supernova mais distante já observada, em um desvio para o vermelho de 3,8993. Ela é uma supernova do tipo II (colapso do núcleo) e pode ter se formado através do mecanismo de instabilidade dos pares, onde a produção da pares elétron-pósitron retarda o colapso gravitacional, fazendo com que toda a massa da estrela seja ejetada na explosão, sem deixar nenhum remanescente. Isso explicaria seu brilho extraordinário.

Ela foi observada primeiro em 2006. Seu pico absoluto de ultravioleta distante excedeu a magnitude absoluta total de sua galáxia hospedeira, e sua luminosidade evoluiu lentamente ao longo de vários anos, pois ainda era detectável em novembro de 2008. Tanto a alta luminosidade quanto a decaimento lento indica que o progenitor da supernova era uma estrela muito massiva.

Galáxia MACS1149-JD1

Foto: Alma/Nasa/Esa/W. Zheng/M. Postman/The Clash Team/Hashimoto

A MACS1149-JD1 é uma galáxia cuja luz viajou uma distância de 13,28 bilhões de anos-luz até chegar à Terra. Seu desvio para o vermelho é de 9.1096 e sua distância comóvel é estimada em 30,37 Gly (gigalight-year, unidade que representa 1 bilhão de anos-luz). Ela foi fotografada pelos nossos instrumentos graças ao efeito de lentes gravitacionais - a gravidade de um aglomerado em primeiro plano faz com que a luz da galáxia distante seja distorcida e ampliada. É a segunda galáxia mais distante de nós, com distância confirmada por espectroscopia.

Em 2019, o rádio-observatório ALMA (Atacama Large Millimeter Array) coletou dados dessa galáxia e descobriu um fraco sinal de oxigênio por lá. Assim, ela bateu o recorde de presença mais distante - e mais antiga - de oxigênio já detectada no universo. Suas estrelas foram formadas apenas 250 milhões de anos após o Big Bang, que ocorreu há 13,8 bilhões de anos. 

Quasar GB 1428+4217

Foto: Nasa/Cxc/Nrc/C.Cheung/Stsci/Nsf/Nrao/Vla

O jato de raios X mais distante do universo é proveniente do quasar GB 1428, que nos envia luz de quando o universo tinha apenas 1,25 bilhão de anos - menos de 10% da sua idade atual. Este jato vem de elétrons que aquecem fótons da radiação de micro-ondas de fundo cósmico e tem mais de 230.000 anos-luz de extensão, aproximadamente o dobro do tamanho da Via Láctea. Seu desvio para o vermelho é de 4.72 e sua distância é estimada em 12,4 Gly.

Quasar ULAS J1120+0641

Foto: ESO/UKIDSS/SDSS

Este é um quasar muito distante alimentado por um buraco negro com uma massa de dois bilhões de vezes a do Sol. Ele foi o quasar mais distante conhecido entre 2011 até 2017, com desvio para vermelho de 7 e distância comóvel estimada em 28.85. Aparentemente, ele data de apenas 745 milhões de anos após o Big Bang.

Essa imagem foi criada a partir de imagens obtidas de pesquisas feitas pelo Sloan Digital Sky Survey e pelo UKIRT Infrared Deep Sky Survey . O quasar aparece como um ponto vermelho fraco próximo ao centro.

Quasar ULAS J1342+0928

Imagem: Robin Dienel/Carnegie Institution For Science

Quem roubou o posto de quasar mais distante do universo do ULAS J1120+0641 em 2017 foi o ULAS J1342+0928. Além de agora ser considerado o mais distante, também é alimentado pelo buraco negro supermassivo mais distante e mais antigo já encontrado. Ele tem um desvio para o vermelho de 7,54, superando o desvio em 7 do ULAS J1120+0641 e lhe conferindo uma distância comóvel estimada em 29.36 Gly.

O ULAS J1342+0928 está localizado na constelação de Boötes e seu buraco negro supermassivo tem 800 milhões de vezes a massa do Sol. O quasar se originou em um período conhecido como "época da reionização", quando o universo saiu de sua “Idade das Trevas”.

GRB 090423

Imagem: ESO/A. ROQUETTE

Esse objeto foi uma explosão de raios gama (GRB) detectada em 2009. Seu brilho foi visto através do infravermelho e permitiu que os astrônomos determinassem que seu desvio para o vermelho é 8.2, sendo este um dos objetos mais distantes detectados até o momento.

GN-z11

Imagem: NASA/ESA/G. BACON

Esta é atualmente a galáxia conhecida mais distante de nós. Ela está localizada na constelação de Ursa Maior e também é a mais antiga do universo observável. Esta galáxia tem um desvio para o vermelho de 11,09, e sua distância comóvel é estimada em 32 bilhões de anos-luz da Terra.

Quando olhamos para a GN-z11, vemos como ela estava há 13,4 bilhões de anos, ou seja, apenas 400 milhões anos após o Big bang. Mas, como em todos os outros objetos mencionados, a expansão do universo a levou a distâncias bem superiores.

Fonte: Forbes, LCO, Sky and Telescope, UCL

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