Telecóspio Webb examinou profundamente as primeiras galáxias do Universo, revelando algo surpreendente

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Duas das galáxias mais distantes vistas até agora são capturadas nestas imagens Webb das regiões externas do gigante aglomerado de galáxias Abell 2744. (Créditos: NASA, ESA, CSA, T. Treu/UCLA)

Traduzido por Julio Batista
Original de Issam Ahmed (AFP) para o ScienceAlert

As primeiras galáxias podem ter se formado muito antes do que se pensava, de acordo com observações do Telescópio Espacial James Webb que estão remodelando a compreensão dos astrônomos sobre o início do Universo.

Os pesquisadores que usam o poderoso observatório publicaram agora papers na revista Astrophysical Journal Lettersdocumentando duas galáxias excepcionalmente brilhantes e distantes, com base em dados coletados nos primeiros dias de funcionamento do Webb em julho.

Sua extrema luminosidade aponta para duas possibilidades intrigantes, disseram astrônomos em uma coletiva de imprensa da NASA na quinta-feira.

A primeira é que essas galáxias são muito massivas, com muitas estrelas de baixa massa como as galáxias de hoje, e teriam que ter começado a se formar 100 milhões de anos após o Big Bang, que ocorreu 13,8 bilhões de anos atrás.

Isso é 100 milhões de anos antes do fim atual da chamada idade das trevas cósmica, quando o universo continha apenas gás e matéria escura.

Uma segunda possibilidade é que eles sejam compostos de estrelas da “População III”, que nunca foram observadas, mas teoricamente eram feitas apenas de hélio e hidrogênio, antes da existência de elementos mais pesados.

Como essas estrelas brilhavam tanto em temperaturas extremas, as galáxias formadas por elas não precisariam ser tão massivas para explicar o brilho visto por Webb e poderiam ter começado a se formar mais tarde.

“Estamos vendo galáxias tão brilhantes e luminosas neste período inicial que estamos realmente incertos sobre o que está acontecendo aqui”, disse Garth Illingworth, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz (EUA), a repórteres.

A rápida descoberta das galáxias também desafiou as expectativas de que Webb precisaria investigar um volume muito maior de espaço para encontrar tais galáxias.

“É uma surpresa que tantas tenham se formado tão cedo”, acrescentou o astrofísico Jeyhan Kartaltepe, do Instituto de Tecnologia de Rochester, EUA.

Luz estelar mais distante

Descobriu-se que as duas galáxias definitivamente existiram aproximadamente 450 e 350 milhões de anos após o Big Bang.

A segundo delas, chamada GLASS-z12, agora representa a luz estelar mais distante já vista.

Quanto mais distantes estão os objetos de nós, mais tempo leva para que sua luz nos alcance e, portanto, contemplar o Universo distante é ver o passado profundo.

Como essas galáxias estão tão distantes da Terra, quando sua luz chega até nós, ela foi esticada pela expansão do Universo e deslocada para a região infravermelha do espectro de luz.

O Webb pode detectar a luz infravermelha em uma resolução muito maior do que qualquer outro instrumento anterior.

Illingworth, co-autor do paper sobre GLASS-z12, disse à AFP que esclarecer as duas hipóteses concorrentes seria um “verdadeiro desafio”, embora a ideia da População III fosse mais atraente para ele, pois não exigiria a subversão dos modelos cosmológicos existentes.

As equipes esperam usar em breve os poderosos instrumentos espectrógrafos do Webb – que analisam a luz dos objetos para revelar suas propriedades detalhadas – para confirmar a distância das galáxias e entender melhor sua composição.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), um telescópio terrestre no norte do Chile, também pode ajudar a medir a massa das duas galáxias, o que ajudaria a decidir entre as duas hipóteses.

“O JWST abriu uma nova fronteira, aproximando-nos da compreensão de como tudo começou”, resumiu Tommaso Treu, da Universidade da Califórnia em Los Angeles, investigador principal de um dos programas do Webb.