À medida em que o Universo se expande, a gravidade induz o crescimento de aglomerações de matéria e de vazios cósmicos, gerados por flutuações primordiais. As aglomerações de matéria escura formam uma espécie de esqueleto do Universo, para o qual a matéria bariônica é atraída gravitacionalmente, dando origem às galáxias e estruturas visíveis. A história de evolução das galáxias é de grande interesse dos astrônomos e cosmólogos, já que a expansão cósmica e a aglomeração da matéria escura são estudados a partir da aglomeração das galáxias.
Neste contexto, galáxias velhas são mais vermelhas, tendem a ter formato elíptico e possuem baixa atividade de formação estelar. Por outro lado, galáxias jovens são mais azuis, possuem alta taxa de formação de estrelas e tendem a ter forma espiral ou irregular. Em termos de distâncias, sabemos que a taxa de formação estelar no Universo atingiu um pico a redshifts da ordem de z ~ 1.5-2.0, o que signfica que há uma dominância de galáxias com formação estelar a estes redshifts (ver blog ) do que no Universo local mais altos.
Os espectros de galáxias obtidos em observações permitem a identificação dos diferentes tipos de galáxias por meio da característica de linhas espectrais em emissão ou absorção. Levantamentos de galáxias como o BOSS e o Wiggle-z investigaram a distribuição de galáxias no regime de baixos redshifts, estudando as chamadas galáxias vermelhas luminosas (Luminous Red Galaxies, LRGs). Já os levantamentos mais recentes, como o eBOSS e o DES, planejam estender estas análises utilizando múltiplos “traçadores” do campo de matéria: LRGs em baixos redshifts; galáxias com linhas em emissão (Emission Line Galaxies, ELGs) em redshifts intermediários; quasares (Quasi-Stelar Objects, QSOs) em redshifts mais altos; e sistemas de absorção de linhas Lyman-Alpha em redshifts ainda mais altos. O uso auto-consistente destes múltiplos traçadores permite uma reconstrução detalhada da história evolutiva do Cosmos.
Um time de cientistas dos levantamentos eBOSS e do DES, com participação de pesquisadores afiliados ao LIneA, submeteu para publicação recentemente dois artigos com os primeiros estudos de ELGs destas duas colaborações. No primeiro artigo ( Comparat et al. 2015), foram usadas diferentes critérios para seleções de amostras fotométricas, inclusive levando em conta os dados do DES, para criação de alvos espectroscópicos de ELGs no eBOSS (ver mapa celeste com a distribuição destes levantamentos na Figura 1). O segundo artigo ( Jouvel et al. 2015) caracterizou as propriedades destas seleções de ELGs, incluindo determinações de redshifts fotométricos (photo-z), e o grau de aglomeração destas galáxias.
Parte do time científico do LIneA vem se especializando ao longo dos anos no uso de algoritmos para cálculo de photo-zs, que vêm sendo testados e validados em dados reais e simulados. O LIneA também possui um grupo muito ativo em estudos da caracterização do grau de aglomeração de galáxias. Seus membros fizeram o cálculo da função de correlação e do viés das ELGs com relação à distribuição total de matéria (ao que chamamos de bias) nos trabalhos acima. O conhecimento do bias das galáxias é importante para estabelecer a conexão das propriedades das ELGs (matéria visível) com o campo de matéria escura, sendo essencial tanto para estudos astrofísicos de evolução de galáxias, quanto para as aplicações cosmológicas que o DES e eBOSS pretendem fazer com dados sendo coletados. Participaram destes estudos os seguintes afiliados ao LIneA: Hugo Camacho, Aurelio Carnero, Luiz da Costa, Angelo Fausti, Marcos Lima, Marcio Maia, Ricardo Ogando, Basílio Santiago e Flavia Sobreira.
Estes artigos exemplificam a sinergia dos projetos eBOSS e DES, ambos apoiados pelo LIneA. Pesquisadores de ambas as colaborações têm a oportunidade de participar de estudos que combinam medidas feitas por estes dois experimentos. Espera-se que esta sinergia se amplie com a continuidade destes experimentos, e com a associação do LIneA a outros levantamentos planejados, como o Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), que ampliará as pesquisas do eBOSS, e o Large Synoptic Survey Telescope (LSST), que prosseguirá com os estudos do DES. Em conjunto, os levantamentos DESI e LSSTrepresentam o palco de pesquisas futuras na Astronomia e Cosmologia para os próximos 20 anos, e o LIneA tem viabilizado a participação brasileira efetiva nestes projetos internacionais de grande porte.
Os dois trabalhos podem ser obtidos nos seguintes links:
http://arxiv.org/abs/1509.07121
http://arxiv.org/abs/1509.05045
