Galáxias de Alto Redshift e Evolução Cósmica

A observação de galáxias de alto redshift permite aos astrônomos recuar no tempo para observar a formação de galáxias, mapeando como a formação estelar e as propriedades das galáxias mudaram ao longo da história cósmica.

Definition

Galáxias de alto redshift são galáxias observadas a grandes distâncias cosmológicas, cuja luz foi emitida quando o universo era jovem; estudá-las rastreia a evolução cósmica, a mudança na população de galáxias e a taxa global de formação estelar ao longo da história do universo.

Scope

Este tópico abrange as técnicas usadas para encontrar galáxias distantes, como o método Lyman-break, a ascensão e queda da densidade da taxa de formação estelar cósmica, a evolução dos tamanhos, massas e morfologias das galáxias com o redshift, o papel das galáxias primordiais na reionização cósmica e o impacto dos levantamentos de campo profundo e infravermelho.

Core questions

• Como as galáxias no universo distante e primordial são detectadas e confirmadas?
• Como a densidade da taxa de formação estelar cósmica evoluiu ao longo do tempo?
• Como os tamanhos, massas e formas das galáxias mudam com o redshift?
• Que papel as galáxias primordiais desempenharam na reionização do universo?

Key theories

A técnica Lyman-break

Galáxias distantes em formação estelar são identificadas pela queda acentuada em seus espectros na região azul do limite de Lyman, permitindo que grandes amostras sejam selecionadas fotometricamente por redshift.

A história da formação estelar cósmica

A taxa de formação estelar média por volume aumentou desde os tempos primordiais até um pico há aproximadamente dez bilhões de anos e diminuiu desde então, definindo a linha do tempo do crescimento das galáxias.

Galáxias primordiais e reionização

Acredita-se que as primeiras gerações de galáxias produziram os fótons ultravioleta que reionizaram o hidrogênio intergaláctico, ligando a formação de galáxias a uma grande transição cósmica.

Clinical relevance

As observações de alto redshift são o registro mais direto de como as galáxias e o universo evoluíram, fornecendo a linha do tempo empírica que as teorias de formação de galáxias devem corresponder e impulsionando o design de telescópios espaciais de campo profundo e infravermelho.

History

Levantamentos de imagem profunda na década de 1990, incluindo o Hubble Deep Field e a seleção Lyman-break de Steidel, abriram o universo de alto redshift para estudo sistemático. O diagrama de Madau resultante da história da formação estelar cósmica, refinado por levantamentos multi-ondas e infravermelhos, tornou-se um marco para a evolução das galáxias.

Key figures

• Charles Steidel
• Piero Madau
• Mark Dickinson

Seminal works

• steidel1996
• madau2014
• dayal2018

Frequently asked questions

Por que observar galáxias distantes significa olhar para trás no tempo?

A luz viaja a uma velocidade finita, então a luz de uma galáxia muito distante a deixou bilhões de anos atrás. Ver galáxias de alto redshift, portanto, as mostra como eram no universo primordial, e não como são hoje.

O que é redshift?

Redshift é o alongamento da luz para comprimentos de onda mais longos à medida que ela viaja através do universo em expansão. Um redshift mais alto significa que a luz foi emitida mais cedo e viajou mais longe, então o redshift serve como uma medida da distância cósmica e do tempo de retrocesso.