As distâncias precisas de mais de 1,8 milhão de galáxias da Terra foram reveladas em uma pesquisa do céu envolvendo pesquisadores da UCL.
O Physics of the Accelerating Universe Survey (PAUS), uma colaboração internacional entre 14 instituições, cobriu uma área do céu de 50 graus quadrados, semelhante a aproximadamente 250 luas cheias. Ele foi capaz de determinar distâncias de galáxias com precisão sem precedentes, usando a câmera PAUCam especialmente projetada no Telescópio William Herschel (WHT) de 4,2 metros em La Palma, Espanha. Isso incluiu galáxias a mais de 10 bilhões de anos-luz de distância.
Pesquisas de galáxias distantes vêm em dois sabores: pesquisas fotométricas, que tiram imagens de alta fidelidade do céu e capturam todos os objetos astronômicos que são brilhantes o suficiente para serem detectados nessas imagens, e pesquisas espectroscópicas, que miram uma fonte de luz conhecida e estudam seu espectro, ou seja, sua distribuição de luz em uma ampla faixa de comprimentos de onda. Este modo é limitado em quantas galáxias podem ser observadas e quão fracas elas podem ser, mas fornece uma riqueza de informações sobre cada galáxia.
O membro da colaboração, Professor Benjamin Joachimi, do Departamento de Física e Astronomia da UCL, explicou que o PAUS “combina as vantagens dos levantamentos fotométricos e espectroscópicos”.
Ele disse: “Nós tiramos imagens e, portanto, capturamos todos os objetos visíveis no céu, mas fazemos isso colocando filtros de comprimento de onda estreitos na câmera, de modo que sabemos que a luz que coletamos se origina de uma certa parte do espectro. Usando 40 desses filtros, podemos reconstruir uma versão de baixa resolução do espectro da galáxia.
“A pesquisa nos permitirá explorar como as galáxias se conectam ao seu ambiente, que consiste principalmente de matéria escura, e entender a que distância estão galáxias de um certo tipo e brilho, o que nos ajuda a fazer ciência mais precisa com pesquisas que não têm essas informações.”
O novo catálogo permitirá que os astrônomos criem mapas mais precisos para entender como a estrutura se forma no Universo e estudar a expansão do Universo sob a influência da matéria escura e da energia escura.
Acredita-se que a energia escura constitua cerca de 70% do Universo e seja responsável pela expansão acelerada do Universo, mas sua natureza permanece um mistério.
A colaboração foi liderada pelo Instituto de Ciências Espaciais (ICE-CSIC), apoiado pelo Ministério da Ciência, Inovação e Universidades da Espanha. Os dados foram coletados em mais de 200 noites entre 2015 e 2019. O catálogo está disponível no site do PAUS e no portal da web CosmoHub.
O professor Enrique Gaztañaga, diretor do PAU Survey baseado na Universidade de Portsmouth, ICE-CSIC e no Instituto de Estudos Espaciais da Catalunha (IEEC), disse: “O PAU Survey oferece uma abordagem inovadora para criar mapas cósmicos, possibilitada pelo design e desenvolvimento de um novo instrumento e um levantamento dedicado para coletar e analisar dados de maneiras nunca feitas antes. Foi um privilégio colaborar com um grupo tão talentoso e confiável.”
O lançamento do catálogo é detalhado em dois artigos publicados no Avisos mensais da Royal Astronomical Society (MNRAS): um medindo distâncias e outro na calibração dos dados PAUS.
David Navarro-Gironés, candidato a doutorado no ICE-CSIC e primeiro autor de um dos novos artigos, disse: “A grande vantagem do PAUS é que ele…[allows] para medições de distância altamente precisas. Este nível de precisão é crucial para o estudo da estrutura do universo, que por sua vez requer dados de um grande número de galáxias.”
Nove anos após sua primeira luz em 2015, o PAUS é capaz de medir as distâncias de inúmeras galáxias distantes com uma precisão relativa de 0,3%. A equipe está atualmente usando esses dados para aprimorar a calibração de pesquisas cosmológicas existentes.
Por exemplo, os dados do PAUS estão sendo usados para melhorar análises e simulações de lentes fracas para missões de energia escura, como a missão Euclid da Agência Espacial Europeia, cuja enorme câmera óptica foi construída por uma equipe internacional liderada por pesquisadores da UCL, e o Legacy Survey of Space and Time (LSST) do Observatório Rubin.
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