Campo profundo
Campo GOODS Sul
Um retalho da constelação da Fornalha fotografado do ultravioleta ao infravermelho pelo Hubble, onde quase todo ponto de luz é uma galáxia inteira.
Crédito NASA, ESA/Hubble CC BY 4.0
- Tipo
- Campo profundoSIMBAD: reg
- Constelação
- FornalhaFor
- Observado por
- Hubble Space Telescope
- Imagem publicada
- outubro de 2016
- Original do acervo
- 31.813 × 19.425 px618 megapixels
- Desvio para o vermelho
- não se aplicacada galáxia deste campo está a uma distância diferente, e é isso que o campo mede
O Campo GOODS Sul não é um objeto. É um endereço no céu, um pedaço pequeno da constelação da Fornalha que astrônomos escolheram justamente por parecer vazio, e que virou uma das regiões mais observadas de todo o firmamento. A sigla GOODS vem de Great Observatories Origins Deep Survey, o programa que reuniu vários observatórios grandes para apontar todos eles para os mesmos dois retalhos de céu, um no hemisfério norte e outro no sul. Este é o do sul.
A lógica de um campo profundo é simples e um pouco contraintuitiva. Em vez de fotografar algo brilhante, aponta-se o telescópio para uma área aparentemente sem nada e acumula-se luz por muito tempo. O que aparece nessas imagens não é o céu próximo: são galáxias distantes demais para brilhar numa exposição curta. Quase todo borrão da imagem que ilustra esta página é uma galáxia com bilhões de estrelas, e não uma estrela isolada da Via Láctea.
A imagem do acervo tem uma particularidade que a distingue da maioria dos campos profundos famosos. Além dos filtros visíveis e infravermelhos usuais, ela inclui duas faixas no ultravioleta, em 275 e 336 nanômetros. O ultravioleta é bloqueado pela atmosfera da Terra e só pode ser registrado do espaço, e é justamente a faixa em que estrelas jovens e quentes brilham mais. Somando as onze faixas, o campo passa de 275 a 1.600 nanômetros num único mosaico, o que permite estudar cada galáxia por inteiro em vez de por um recorte de cor.
O que é exatamente um campo profundo?
Um campo profundo é o resultado de apontar um telescópio para a mesma direção durante muito tempo e somar todas as exposições. A luz de um objeto fraco chega em conta-gotas: poucos fótons por minuto, às vezes menos que o ruído do próprio detector. Acumulando exposições, o sinal cresce de forma constante enquanto o ruído cresce mais devagar, e objetos que eram invisíveis emergem do fundo.
A escolha da direção é tão importante quanto o tempo de exposição. Um bom campo profundo fica longe do plano da Via Láctea, para que não haja poeira da nossa própria galáxia atrapalhando, e não pode ter nenhuma estrela brilhante dentro do quadro, porque o brilho dela espalharia luz por toda a imagem e apagaria o que é fraco. Vazio, aqui, é qualidade técnica, não falta de assunto.
O campo coberto por esta imagem tem 5,3 por 5,2 minutos de arco. Para ter ideia da escala, a Lua cheia ocupa cerca de 30 minutos de arco de diâmetro, o que significa que caberiam cerca de 25 campos desse tamanho dentro do disco lunar. Toda a população de galáxias visível nesta imagem está contida numa fração minúscula do céu.
Por que fotografar em onze filtros diferentes?
O metadado desta imagem declara onze faixas, distribuídas entre a câmera WFC3 e a ACS: 275 e 336 nanômetros no ultravioleta, 435, 606, 775, 814 e 850 nanômetros na luz visível, e 1.050, 1.250, 1.400 e 1.600 nanômetros no infravermelho próximo. Cada faixa vira uma medida independente de quanto aquela galáxia emite naquele pedaço do espectro.
Com uma faixa só, uma galáxia é um borrão com um brilho. Com onze faixas, ela vira uma curva: quanto de luz sai em cada comprimento de onda. Essa curva carrega informação sobre a idade das estrelas dominantes, sobre quanta poeira existe dentro da galáxia e sobre o quanto a luz foi esticada pela expansão do universo no caminho até aqui.
É por isso que um campo profundo bem feito custa tanto tempo de telescópio. Não basta uma imagem bonita e funda: são onze imagens fundas do mesmo lugar, cada uma com o seu próprio tempo de exposição, alinhadas com precisão de fração de pixel para que o mesmo objeto caia exatamente no mesmo ponto em todas.
Como se estima distância sem espectro?
Medir a distância de uma galáxia com precisão exige espectroscopia: espalhar a luz dela e identificar linhas de elementos conhecidos deslocadas para o vermelho. O problema é de escala. Há milhares de galáxias num campo como este, e obter espectro de cada uma consumiria tempo de telescópio que ninguém tem.
A saída é o desvio para o vermelho fotométrico. Em vez do espectro detalhado, usa-se a curva grosseira montada com os vários filtros e procura-se onde ficam as quebras características do espectro de uma galáxia. Conforme a galáxia está mais distante, essas quebras vão migrando de um filtro para outro, e a posição delas na sequência de filtros dá uma estimativa da distância.
A quebra mais útil é a do hidrogênio no ultravioleta. Hidrogênio neutro, tanto dentro da galáxia quanto no espaço entre galáxias, absorve quase toda a luz abaixo de um certo comprimento de onda. O efeito é que a galáxia simplesmente desaparece nos filtros mais azuis e continua visível nos mais vermelhos. Identificar em qual filtro ela some é uma forma direta e barata de separar as galáxias distantes das próximas, e o método é conhecido justamente por essa característica de sumiço.
Por que o ultravioleta muda a leitura do campo?
Estrelas de vida curta, muito massivas e muito quentes, emitem a maior parte da energia no ultravioleta. Como elas duram poucos milhões de anos, a presença delas denuncia formação estelar acontecendo agora, e não um acúmulo de bilhões de anos de história. Um mapa em ultravioleta é, na prática, um mapa de onde nascem estrelas.
Da superfície da Terra isso é inacessível. A atmosfera absorve o ultravioleta antes que ele chegue ao solo, e nenhum telescópio de montanha resolve o problema. Registrar 275 e 336 nanômetros exige estar acima da atmosfera, e é uma das capacidades que o Hubble mantém sem substituto direto, já que o James Webb foi projetado para o infravermelho.
O acréscimo do ultravioleta a um campo que já tinha visível e infravermelho tem um efeito específico: ele preenche o lado azul da curva de cada galáxia. Sem essa parte, estimativas de idade estelar e de taxa de formação de estrelas ficam apoiadas em extrapolação. Com ela, a mesma galáxia passa a ter medida em vez de suposição naquela ponta do espectro.
Por que este pedaço de céu, e não outro?
O campo fica na Fornalha, com ascensão reta de 53,12 graus e declinação de -27,81 graus. É uma direção afastada do plano da Via Láctea, com pouca poeira da nossa galáxia na frente e sem estrelas brilhantes no quadro, e fica em declinação suficientemente ao sul para ser observável a partir de grandes observatórios do hemisfério sul.
Essa combinação transformou a região num ponto de encontro. A mesma área foi observada em raios X pelo observatório Chandra, em infravermelho por telescópios espaciais dedicados a essa faixa e em rádio e no visível por instrumentos de solo. Cada observação nova encontra ali um acervo pronto para comparação, o que aumenta o valor de observar de novo. Campos profundos crescem por esse efeito de acúmulo.
O catálogo não traz tamanho aparente nem desvio para o vermelho para o Campo GOODS Sul, e isso não é lacuna: um campo não tem borda física nem velocidade própria. As galáxias dentro dele têm distâncias muito diferentes entre si, das vizinhas até as mais remotas que o Hubble alcança. Atribuir um número único ao conjunto seria inventar uma propriedade que ele não tem.
Os números deste objeto
| Constelação | Fornalha (For) |
|---|---|
| Identificação principal | NAME GOODS Southern FieldSIMBAD |
| Classificação | região no SIMBAD, tratada aqui como campo profundo |
| Coordenadas J2000 | AR 53,1167 graus, Dec -27,8083 graus |
| Campo da imagem | 5,3 x 5,2 minutos de arcometadado do publicador |
| Faixa espectral coberta | 275 a 1.600 nanômetros, em 11 filtros |
| Instrumentos | WFC3 e ACS, no Hubble |
| Tamanho aparente e desvio para o vermelho | não se aplicam a um campo |
| Imagens no acervo | 1 |
O que reparar nesta imagem
- Quase nada ali é estrelaPontos perfeitamente redondos e com picos de difração são estrelas da Via Láctea, e são minoria. Todo o resto, incluindo cada borrão minúsculo, é uma galáxia inteira.
- As formas que ainda dá para reconhecerAlgumas galáxias mostram disco e braços em espiral, outras aparecem como manchas ovais lisas. Quanto menor e mais irregular o borrão, em geral mais distante ele está.
- As cores muito vermelhasGaláxias que aparecem avermelhadas podem estar cheias de poeira ou estar tão distantes que a luz ultravioleta emitida por elas chegou aqui já esticada até o infravermelho.
- Objetos que somem entre filtrosComparando as versões em faixas diferentes, alguns objetos existem no vermelho e desaparecem no azul. Esse sumiço é a assinatura usada para separar galáxias distantes das próximas.
Por que esta imagem tem essas cores
Estas cores não são as que seus olhos veriam. Parte da luz registrada está fora da faixa visível, então cada filtro recebeu uma cor para que a informação pudesse aparecer numa tela.
ultravioletainfravermelho e ondas de rádio
- Azulluz visível · ACS · g435 nmolho enxerga
- Verdeluz visível · ACS · V606 nmolho enxerga
- Vermelhoinfravermelho · ACS · i775 nminvisível ao olho
- Vermelholuz visível · ACS · z850 nminvisível ao olho
Estes dados vêm do metadado publicado pelo próprio ESA/Hubble junto com a imagem, filtro por filtro. Nada aqui é estimativa nossa.
Que tamanho é isso, de verdade
Cerca de 2 recortes como este caberiam lado a lado dentro da Lua cheia. O recorte fotografado mede 16 minutos de arco de largura no céu, e a Lua cheia mede cerca de 31 minutos de arco.
Dá para ver isso daqui?
Agora este objeto está acima do horizonte de São Paulo, SP, bem alto, a 65° de altura, na direção L.
Deste lugar, o ponto mais alto que ele alcança no céu é 86 graus acima do horizonte.
Este objeto não é visível a olho nu. A imagem existe porque um telescópio acumulou luz por muito tempo, com instrumentos que enxergam faixas que o olho humano não alcança.
Quanto já se olhou para aqui
- 2.569registros do Hubble
- 3.002registros do James Webb
- 22registros do GALEX
Contagem de observações arquivadas no Mikulski Archive for Space Telescopes, o repositório público operado pelo Space Telescope Science Institute, para uma busca num raio de 1,2 minutos de arco em torno da coordenada deste objeto. Um registro é um produto de observação, e não uma noite de telescópio nem uma fotografia: uma única campanha científica costuma render dezenas deles. O número serve para comparar a atenção que cada objeto recebeu, não para contar fotos.
O que ainda não se sabe
Os campos profundos empurram o limite, mas não o eliminam. Continua indefinido quanto da formação de estrelas do universo jovem está escondida atrás de poeira e portanto invisível no ultravioleta, o que afeta qualquer contagem baseada nessa faixa. Também segue em disputa qual fração da radiação ultravioleta produzida pelas primeiras galáxias conseguia escapar delas, número decisivo para saber se essas galáxias bastaram para reionizar o gás do universo ou se foi preciso outra fonte. E as galáxias mais fracas de todas permanecem abaixo do limite de detecção, o que significa que qualquer censo feito aqui é, por construção, incompleto na ponta mais interessante.
Divulgação que só conta o que já está resolvido dá a impressão errada de que a astronomia acabou. Ela não acabou, e este bloco existe para separar o que está estabelecido do que continua em disputa entre pesquisadores.
Uma coisa que quase ninguém sabe
Dentro dos limites do GOODS Sul fica o Campo Ultra Profundo do Hubble, um recorte ainda menor e mais fundo da mesma região. A Fornalha é uma constelação criada no século 18, sem estrelas brilhantes e sem mitologia antiga, o que explica por que sobrou justamente ali um pedaço de céu tão conveniente para olhar para longe.
Outras imagens deste objeto
Crédito ESA/Hubble & NASA ESA/Hubble CC BY 4.0
Crédito NASA, ESA, A. van der Wel (Max Planck Institute for Astronomy), H. Ferguson and A. Koekemoer (Space Telescope Science Institute), and the CANDELS team ESA/Hubble CC BY 4.0
Crédito A. Fujii ESA/Hubble CC BY 4.0
Crédito Digitized Sky Survey (DSS), STScI/AURA, Palomar/Caltech, and UKSTU/AAO ESA/Hubble CC BY 4.0
Baixar esta imagem
A licença CC BY 4.0 permite usar a imagem, inclusive comercialmente, desde que o crédito apareça inteiro e visível junto dela. Copie o crédito acima junto com o arquivo.
Outros objetos em Fornalha
Continue explorando
Créditos das imagens desta página
Todas as imagens deste acervo são publicadas sob licença Creative Commons Attribution 4.0 pelos observatórios que as produziram, e o crédito exigido por cada uma vem abaixo, na íntegra.
- Campo Ultraprofundo do Hubble
Crédito NASA, ESA, and S. Beckwith (STScI) and the HUDF Team ESA/Hubble CC BY 4.0
- Campo Profundo Chandra Sul
Crédito NASA, ESA, G. Illingworth and D. Magee (University of California, Santa Cruz), K. Whitaker (University of Connecticut), R. Bouwens (Leiden University), P. Oesch (University of Geneva), and the Hubble Legacy Field team. ESA/Hubble CC BY 4.0
- Galáxia NGC 1365
Crédito Dark Energy Survey/DOE/FNAL/DECam/CTIO/NOIRLab/NSF/AURAImage processing: Travis Rector (University of Alaska Anchorage/NSF NOIRLab), Jen Miller (Gemini Observatory/NSF NOIRLab), Mahdi Zamani & Davide de Martin (NSF NOIRLab) NOIRLab CC BY 4.0
- Galáxia NGC 1097
- Galáxia NGC 1316
- Campo COSMOS
Crédito NASA, ESA, CSA, STScI, R. Naidu (MIT), Image Processing: J. DePasquale (STScI) ESA/Webb CC BY 4.0
- Protoaglomerado Teia de Aranha
Crédito ESA/Webb, NASA & CSA, H. Dannerbauer ESA/Webb CC BY 4.0
Perguntas frequentes
- O que é o Campo GOODS Sul?
- O Campo GOODS Sul é uma região pequena do céu na constelação da Fornalha, escolhida para observação prolongada por vários telescópios. A sigla vem de Great Observatories Origins Deep Survey, o programa que coordenou essas observações em dois retalhos, um no céu do norte e outro no do sul. A área não contém um objeto principal: o que existe ali são milhares de galáxias a distâncias muito diferentes, empilhadas na mesma linha de visada.
- Por que apontar um telescópio para uma parte vazia do céu?
- Porque vazio, nesse contexto, significa livre de obstáculos. Uma direção sem estrelas brilhantes e longe do plano poeirento da Via Láctea permite acumular horas de exposição sem que luz espalhada ou poeira local apaguem os objetos fracos. O que parece vazio numa exposição curta se revela cheio de galáxias quando se soma tempo suficiente, e essas galáxias são justamente as mais distantes que o telescópio consegue alcançar.
- Cada pontinho da imagem é uma estrela?
- Não. A grande maioria dos objetos da imagem é formada por galáxias inteiras, cada uma com bilhões de estrelas. As poucas estrelas presentes pertencem à Via Láctea e aparecem como pontos redondos e nítidos, muitas vezes com picos de difração cruzando o centro. Galáxias, por serem extensas, aparecem como manchas com alguma estrutura, mesmo quando muito pequenas na imagem.
- Por que a imagem inclui ultravioleta se o olho não enxerga essa faixa?
- Porque o ultravioleta responde a uma pergunta específica: onde há estrelas nascendo agora. Estrelas muito massivas e quentes vivem poucos milhões de anos e emitem principalmente em ultravioleta, então mapear essa faixa é mapear formação estelar recente. A atmosfera da Terra bloqueia o ultravioleta, o que torna esse registro exclusivo de telescópios espaciais. Os filtros de 275 e 336 nanômetros desta imagem cobrem exatamente essa parte do espectro.
- Como se sabe a distância das galáxias de um campo profundo?
- Na maioria dos casos, por estimativa fotométrica. Medindo o brilho da mesma galáxia em vários filtros, monta-se uma curva grosseira do espectro dela e identifica-se onde estão as quebras características, em especial a queda causada pela absorção do hidrogênio no ultravioleta. Conforme a galáxia está mais longe, essa queda migra para filtros de comprimento de onda maior. Espectros detalhados dão resultados mais precisos, mas só são obtidos para uma parte pequena dos objetos.
- Que tamanho de céu esta imagem cobre?
- A imagem cobre 5,3 por 5,2 minutos de arco, segundo o metadado do publicador. A Lua cheia tem cerca de 30 minutos de arco de diâmetro, ou seja, aproximadamente 25 recortes desse tamanho caberiam dentro do disco lunar. Todas as galáxias visíveis no campo estão contidas nessa fatia minúscula, o que dá uma noção de quantas galáxias existiriam se o mesmo tratamento fosse aplicado a todo o céu.
- Por que o catálogo não informa distância nem desvio para o vermelho do campo?
- Porque nenhum dos dois faz sentido para um campo. Distância e desvio para o vermelho descrevem um corpo específico, e o Campo GOODS Sul é uma área que contém objetos espalhados por bilhões de anos-luz de profundidade, das galáxias mais próximas às mais remotas ao alcance do Hubble. Atribuir um número único ao conjunto criaria uma medida que não corresponde a nada observado.
Fontes oficiais
- ESA/Hubble: Condições de uso das imagens do Hubble: licença Creative Commons Attribution 4.0, que permite uso comercial desde que o crédito completo apareça visível e com link ativo.
- ESA/Webb: Mesmas condições para as imagens do James Webb, com o crédito exigido informado imagem por imagem no metadado.
- ESO, Observatório Europeu do Sul: Condições de uso das imagens dos telescópios do ESO no Chile, também sob Creative Commons Attribution 4.0.
- SIMBAD, Centro de Dados Astronômicos de Estrasburgo: Identificação canônica de cada objeto, tipo, coordenadas equatoriais e tamanho aparente. Base operada pelo Observatório Astronômico de Estrasburgo, França.
- Fronteiras das constelações da IAU (Roman 1987): Tabela oficial de fronteiras que define em que constelação cai cada coordenada, usada aqui após precessão para o equinócio B1875,0.
- Astronomy Visualization Metadata (AVM): Padrão que define os campos de comprimento de onda, cor atribuída, escala e coordenada que este acervo lê de cada imagem.
Continue explorando
Como citar esta página
ValorFinal. Campo GOODS Sul. Disponível em: https://valorfinal.com.br/astronomia/universo/campo-goods-sul. Consultado em: 23/08/2026.