GALÁXIAS E COSMOLOGIA

GALAXIAS E O MODELO PADRÃO COSMOLÓGICO

A pedra angular da cosmologia moderna é a crença de que o lugar que ocupamos no Universo não é de modo algum especial. Isso é conhecido como o princípio cosmológico, e é uma idéia que é ao mesmo tempo poderosa e simples. É intrigante, então, que para a maior parte da história da civilização acreditássemos que ocupamos uma localização muito especial, geralmente o centro, no esquema das coisas. O princípio cosmológico é a base da Cosmologia do Big Bang, que é a melhor descrição que temos do nosso Universo como uma entidade em evolução, que foi muito diferente no passado em comparação com o presente. As observações atuais apóiam tão fortemente o Big Bang que outras teorias para a descrição de nosso Universo quase nunca são consideradas. O nascimento das primeiras estrelas e galáxias, e seu impacto na matéria difusa que permeia o início do Universo, é uma das fronteiras finais da cosmologia. Recentemente, as medições das flutuações no fundo cósmico de microondas (CMB), originadas apenas algumas centenas de milhares de anos após o Big Bang, forneceram uma visão robusta do conteúdo físico geral do nosso Universo. No outro extremo da linha do tempo, telescópios inovadores, como o Telescópio Espacial Hubble, WMAP, Plank e o James Webb Telescope nos fornecem uma imagem das complexidades do Universo rico em galáxias no qual vivemos agora, bilhões de anos depois. No entanto, não sabemos quase nada sobre a astrofísica do primeiro bilhão de anos. Durante esta época relativamente breve, uma pequena fração de matéria se condensou dentro das primeiras galáxias, formando as primeiras estrelas. A luz desses objetos e as gerações subseqüentes de galáxias começaram a se espalhar pelo vasto meio intergaláctico (IGM). Isso culminou na última grande mudança de fase do nosso Universo, a reionização cosmológica, quando a radiação ionizante retirou elétrons de quase todos os átomos do nosso Universo. A reionização levantou a névoa cósmica, permitindo que a luz visível finalmente se espalhasse pelo espaço. O Universo não era mais um lugar frio e escuro. Essa época ou reionização misteriosa corresponde à transição entre a relativa simplicidade do Universo primordial e a complexidade da atual, 14 bilhões de anos depois. Essa época é fundamental para entender nossas origens cósmicas, e seu impacto na formação da estrutura ressoa até hoje.

Neste projeto queremos revisitar o modelo cosmológico padrão, para entender melhor a fase de reionização, a formação de galáxias e a dinâmica de seus componentes: estrelas, gás e processo de acreção/emissão em seus buracos negros supermassivos. Para este propósito, dados astronômicos de grandes observatórios, simulações numéricas sofisticadas e técnicas semi-analíticas serão usados para construir modelos melhorados e explicar vários fenômenos dentro desta área de estudo.