Traduzido por Julio Batista
Original de Michelle Starr para o ScienceAlert
A luz que viajou por mais de 13,4 bilhões de anos para chegar à nossa vizinhança do espaço foi confirmada como originária da galáxia mais antiga e distante já detectada.
Isso coloca o mais distante desses quatro objetos muito jovens no início do Universo, pouco tempo depois do Big Bang – um período de tempo em que o Universo ainda estava nebuloso e turvo e os primeiros raios de luz penetravam na escuridão.
As longas observações espectroscópicas do Telescópio Espacial James Webb (JWST, na sigla em inglês) são tão detalhadas que os pesquisadores podem não apenas medir a distância percorrida pela luz dessas galáxias, mas também inferir algumas das propriedades das galáxias.
“Pela primeira vez, descobrimos galáxias que surgiram apenas 350 milhões de anos após o Big Bang, e podemos estar absolutamente confiantes em suas fantásticas distâncias”, disse o astrônomo Brant Robertson, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, EUA.
“Encontrar essas primeiras galáxias em imagens tão incrivelmente belas é uma experiência especial.”
Ser capaz de investigar a fundo o Universo primitivo mais do que nunca foi uma das maiores esperanças depositadas no JWST. Nossa compreensão do primeiro bilhão de anos após o Big Bang é extremamente limitada, e encontrar objetos cada vez mais antigos pode ajudar a esclarecer esse momento crucial de formação.
Temos modelos que descrevem como os eventos se desenrolaram. Acreditamos que, antes do nascimento das primeiras estrelas, o Universo estava repleto de matéria opaca; qualquer luz espalhava elétrons livres e era incapaz de fluir livremente.
Essas partículas se combinaram gradualmente para formar hidrogênio neutro; quando as estrelas começaram a se formar, elas ionizaram o hidrogênio e a luz brilhou. Este processo foi concluído cerca de 1 bilhão de anos depois que o Universo surgiu.
A luz desses objetos é muito fraca, tendo viajado de tão longe. E, devido à expansão do Universo, ela foi significativamente esticada para a extremidade mais longa e vermelha do espectro, um fenômeno conhecido como desvio para o vermelho.
O JWST é o telescópio mais poderoso já lançado no espaço e é especializado em luz infravermelha e em infravermelho próximo – projetado para detectar essa luz desviada para o vermelho, com o melhor de nossa capacidade.
Para obter um desvio para o vermelho confiável, a luz precisa ser dividida em seus comprimentos de onda constituintes, uma técnica conhecida como espectroscopia. Uma equipe de pesquisadores dividiu a luz da NIRCam do JWST em nove faixas de comprimento de onda, focando em quatro galáxias com altos desvios para o vermelho, duas das quais foram identificadas pela primeira vez pelo Hubble.
Os novos dados do JWST confirmam que essas duas galáxias estão de fato entre as mais distantes já detectadas – e as outras duas estão ainda mais distantes.
“Foi crucial provar que essas galáxias realmente habitam o Universo primitivo. É muito possível que galáxias mais próximas se disfarcem de galáxias muito distantes”, disse a astrônoma Emma Curtis-Lake, da Universidade de Hertfordshire, no Reino Unido.
“Ver o espectro revelado como esperávamos, confirmando que essas galáxias estão no verdadeiro limite de nossa visão – algumas mais distantes do que o Hubble poderia ver! – é uma conquista tremendamente emocionante para a missão.”
As duas galáxias do Hubble têm desvios para o vermelho de 10,38 e 11,58. As novas descobertas do JWST têm desvios para o vermelho de 12,63 e 13,20 – o último que é equivalente a cerca de 13,5 bilhões de anos-luz.
Outros candidatos com desvios para o vermelho mais altos estão atualmente sob investigação, mas ainda não foram confirmados. Dado que o JWST passou a ficar operacional há apenas seis meses, provavelmente não demorará muito para que o recorde seja quebrado.
Mas há muito o que fazer enquanto isso. As observações que nos deram essas galáxias distantes como parte do JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES) coletaram um total de 28 horas de dados de uma região do espaço dentro e ao redor do famoso Hubble Ultra Deep Field.
Esta luz poderá nos dizer muito sobre as condições no início do Universo e como as primeiras estrelas e galáxias se formaram.
“Com essas medições, podemos conhecer o brilho intrínseco das galáxias e descobrir quantas estrelas elas têm”, disse Robertson.
“Agora podemos começar a realmente separar como as galáxias se formam ao longo do tempo.”
Os pesquisadores apresentarão suas descobertas na conferência Primeiros Resultados Científicos do JWST do STScI. Os dois papers pré-publicados podem ser lidos aqui e aqui.
