Visão sem precedentes de duzentas galáxias no Universo local

1. Composição de 169 das galáxias observadas pelo CALIFA, escolhidas ao acaso.

2. O telescópio de 3,5 metros do Observatório de Calar Alto, com destaque para o instrumento PMAS, no foco Cassegrain, à direita.
10 outubro 2014

A equipa internacional do projeto CALIFA1, da qual fazem parte Polychronis Papaderos e Jean Michel Gomes (IA2/CAUP3), observaram mais de 200 galáxias4 relativamente próximas, com detalhe sem precedentes. Graças à técnica de unidades de campo integral para espectroscopia 3D (também conhecida como IFU5), conseguiram obter 1,5 milhões de espectros individuais, de galáxias situadas entre 70 milhões e 450 milhões anos-luz de distância.

Segundo Papaderos, um investigador FCT a trabalhar no IA/CAUP, “No âmbito do projeto CALIFA, os investigadores do IA/CAUP elaboram estudos detalhados das fontes de energia nas galáxias (tais como Núcleos Ativos de Galáxias, alimentados pela acreção de matéria para o buraco negro supermassivo central) e a história de formação dos componentes das galáxias. Estes estudos tornaram-se possíveis graças ao Porto3D, o sistema de análise automática de IFU desenvolvido no IA.”

Criado no Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC), as observações do projeto CALIFA são feitas no Observatório de Calar Alto6 (Almería, Espanha), com o instrumento PMAS7/PPAK8. Com observações 3D de seiscentas galáxias, este projeto procura fazer uma espécie de arqueologia galáctica, pois os dados dão informações acerca da evolução destas galáxias (por exemplo, quanto gás tem a galáxia, quando é que este foi convertido em estrelas, e como é que cada zona da galáxia evoluiu ao longo de dezenas de milhares de milhões de anos).

Para Gomes, “os dados de alta qualidade processados pelo Porto3D possibilitaram as primeiras deteções de emissões muito ténues, proveniente de gás ionizado, de quase toda a extensão de galáxias elípticas. Isto era algo que se pensava não existir! A nossa análise do movimento do gás e das estrelas revelou ainda importantes pistas sobre a formação destas gigantescas galáxias.”

O estudo da formação e evolução de galáxias é o objetivo principal do projeto FCT do CAUP: Uma investigação da história de formação de galáxias através de uma nova abordagem de síntese espectral auto-consistente (FADO)9.

Os dados do CALIFA também forneceram pistas sobre como se formam as galáxias, os processos físicos envolvidos nas colisões galácticas, e até observou a última geração de estrelas a nascer, ainda envoltas nos seus casulos de gás. Foi ainda possível determinar que galáxias mais massivas crescem mais depressa que as menos massivas, e que a região central se forma primeiro que as regiões exteriores.

Sebastián Sánchez (Instituto de Astronomia, UNAM), o investigador principal do projeto acrescenta: “Com mais de trinta artigos publicados em revistas científicas, mais de cem contribuições em conferências e cinco teses de doutoramento defendidas, este projeto é o mais produtivo desenvolvido em Calar Alto. Esta nova emissão de dados é um marco na história do projeto, que já é uma referência internacional na área das pesquisas em astronomia extragaláctica.

Notas

  1. O projeto CALIFA (Calar Alto Integral Field Area Survey, ou pesquisa com unidades de campo integral de Calar Alto), foi concebido pelo Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC) e está em curso no observatório de Calar Alto (Almeria, Espanha), com o telescópio refletor de 3,5 metros.
  2. As duas maiores instituições nacionais de investigação em Astronomia, CAUP e CAAUL colaboram cientificamente desde 2007. Esta união de esforços contribuiu decisivamente para tornar as Ciências do Espaço numa das áreas da investigação portuguesa de maior impacto internacional. Atualmente, as duas unidades encontram-se num processo de fusão que dará origem ao novo Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA). O IA englobará cerca de 70% da investigação científica nacional na área.
  3. O Centro de Astrofísica da Universidade do Porto (CAUP) foi criado em maio de 1989 (Programa Mobilizador de Ciência e Tecnologia) e iniciou as atividades em outubro de 1990. É uma associação científica e técnica privada, sem fins lucrativos e reconhecida de utilidade pública. Inscreve entre os seus objetivos apoiar e promover a Astronomia através da investigação científica, da formação ao nível pós-graduado e universitário, do ensino da Astronomia ao nível não universitário (básico e secundário) e da divulgação da ciência e promoção da cultura científica.
    Desde 2000 que é avaliado como "Excelente" por painéis internacionais, organizados pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT).
  4. O artigo “CALIFA, the Calar Alto Legacy Integral Field Area survey III. Second public data release” foi submetido para publicação à revista Astronomy & Astrophysics (disponível em http://arxiv.org/abs/1409.8302), e os dados encontram-se disponíveis publicamente em http://www.caha.es/CALIFA/public_html/?q=content/califa-2nd-data-release.
  5. IFU (Integral Field Unit spectroscopy, ou unidades de campo integral para espectroscopia 3D), é uma técnica que permite a observação simultânea de cerca de mil espectros por galáxia, produzindo assim uma visão tridimensional de cada galáxia. O projeto CALIFA é a primeira pesquisa IFU cujos dados ficarão disponíveis publicamente, para serem usados no futuro.
  6. O Observatório de Calar Alto é gerido em conjunto pelo Instituto de Astrofísica de Andalucía (IAA-CSIC, Granada, Espanha) e o Instituto Max-Planck de Astronomia (MPIA, Heidelberg, Alemanha). O Observatório atribuiu ao projeto CALIFA duzentas noites de observação (distribuídas ao longo de 3 anos), no telescópio de 3,5m. Assegura ainda a aquisição, redução e armazenamento dos dados.
  7. Graças ao instrumento PMAS (Potsdam Multi-Aperture Spectrophotometer, ou espectrómetro multi-abertura de Potsdam), instalado no foco Cassegrain do telescópio, é possível combinar simultaneamente duas técnicas observacionais diferentes: Fotometria (isto é, obtenção de uma imagem), que fornece detalhes acera da estrutura da galáxia, e Espectroscopia, que revela informações acerca de propriedades das galáxias, como movimento, massa, composição química, idade, etc.
  8. A unidade PPAK (Pmas fiber PAcK, ou pacote de fibras do PMAS) é o conjunto hexagonal de 331 fibras óticas muito juntas, cada uma com capacidade de observar uma zona do céu até 2,7 segundos de arco. O conjunto de todas as fibras que compõe o PPAK tem um campo de visão total de 74x65 segundos de arcos, sendo por isso o IFU com o campo de visão mais extenso do mundo. Como comparação, o diâmetro angular da Lua Cheia é em média de 1900 segundos de arco, e o planeta Júpiter tem um diâmetro angular máximo de 50 segundos de arco.
  9. O projeto Uma investigação da história de formação de galáxias através de uma nova abordagem de síntese espetral auto-consistente – FADO (FCOMP-01-0124-FEDER-029170 & PTDC/FIS-AST/3214/2012) é financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT). O investigador principal deste projeto, Polychronis Papaderos, é Investigador FCT no IA/CAUP, com contrato IF/01220/2013 (advanced grant), financiado pela FCT/MCTES (Portugal) e POPH/FSE (UE).

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