Visão ampla do Universo jovem revela indícios de galáxia muito primitiva

 Os cientistas da Colaboração CEERS identificaram o objeto apelidado de "galáxia de Maisie", em honra da filha do chefe de projecto Steven Finkelstein, que pode ser uma das primeiras galáxias alguma vez observadas. Se o seu desvio para o vermelho, estimado em 14, for confirmado com futuras observações, isso significaria que a estamos a vê-la como era apenas 290 milhões de anos após o Big Bang. Crédito: NASA/STScI/CEERS/TACC/S. Finkelstein/M. Bagley/Z. Levay

Duas novas imagens pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA mostram o que podem ser as galáxias mais primitivas algumas vez observadas. Ambas as imagens incluem objetos de há mais de 13 mil milhões de anos e uma oferece um campo de visão muito mais amplo do que o da imagem FDF (First Deep Field) do Webb, divulgada com grande fanfarra a 12 de julho. As imagens representam algumas das primeiras de uma grande colaboração de astrónomos e outros investigadores académicos que se associaram à NASA e parceiros globais para descobrir novas perspetivas sobre o Universo.

A equipe identificou um objeto particularmente excitante - denominado galáxia de Maisie em honra da filha do chefe de projeto, Steven Finkelstein - que estimam que esteja a ser observado apenas 290 milhões de anos após o Big Bang (os astrónomos referem-se a isto como tendo um desvio para o vermelho de z=14).

A descoberta foi publicada no site de pré-impressão arXiv e aguarda revisão por pares e publicação numa revista da especialidade. Se o achado for confirmado, será uma das galáxias mais primitivas alguma vez observadas, e a sua presença indicaria que as galáxias começaram a formar-se muito mais cedo do que muitos astrónomos pensavam anteriormente.

As imagens nítidas e sem precedentes revelam uma mão cheia de galáxias complexas que evoluem ao longo do tempo - alguns cata-ventos elegantemente maduros, outras manchas juvenis, outras espirais. As imagens, que demoraram cerca de 24 horas a recolher, são de uma zona do céu perto da "pega" da "frigideira" da Ursa Maior. Esta mesma área do céu foi observada anteriormente pelo Telescópio Espacial Hubble.

"É incrível ver um ponto de luz pelo Hubble tornar-se numa galáxia linda e completamente formada nas novas imagens do James Webb, e outras galáxias surgem do nada", disse Finkelstein, professor associado de astronomia na Universidade do Texas em Austin, EUA, e investigador principal do CEERS (Cosmic Evolution Early Release Science Survey), do qual estas imagens foram obtidas.

A colaboração CEERS é composta por 18 coinvestigadores de 12 instituições e mais de 100 colaboradores dos EUA e de nove outros países. Os investigadores do CEERS estão a estudar como algumas das primeiras galáxias se formaram quando o Universo tinha menos de 5% da sua idade atual, durante um período conhecido como reionização.

Antes da chegada dos dados atuais do telescópio, Micaela Bagley, investigadora pós-doutorada na mesma universidade e uma das líderes de imagem do CEERS, criou imagens simuladas para ajudar a equipa a desenvolver métodos de processamento e análise das novas imagens. Bagley liderou um grupo que processava as imagens reais para que os dados pudessem ser analisados por toda a equipe.

A imagem grande é um mosaico de 690 quadros individuais que levaram cerca de 24 horas a recolher utilizando o instrumento NIRCam (Near Infrared Camera). Esta nova imagem cobre uma área do céu cerca de oito vezes maior do que a imagem FDF do Webb, embora não seja tão profunda.

Os investigadores usaram supercomputadores no TACC (Texas Advanced Computing Center) para o processamento inicial da imagem: o supercomputador Stampede2 foi usado para remover o ruído de fundo e artefactos, e o Frontera, o supercomputador mais poderoso situado numa universidade norte-americana, foi utilizado para unir as imagens e assim formar um único mosaico.

"O poder computacional de alto desempenho tornou possível combinar uma miríade de imagens para manter os quadros em memória, de uma só vez, para processamento, resultando numa única imagem linda", acrescentou Finkelstein.

A outra imagem foi obtida com o MIRI (Mid-Infrared Instrument). Em comparação com o NIRcam, o MIRI tem um campo de visão mais pequeno, mas opera a uma resolução espacial muito mais elevada do que os anteriores telescópios no infravermelho médio. O MIRI deteta comprimentos de onda mais longos do que o NIRCam, permitindo aos astrónomos ver poeira cósmica a brilhar em galáxias com formação estelar e buracos negros a distâncias moderadamente grandes, e ver luz de estrelas mais antigas a distâncias muito grandes.

Todo o programa CEERS vai envolver mais de 60 horas de tempo de telescópio. Muitos mais dados de imagem serão recolhidos em dezembro, juntamente com medições espectroscópicas de centenas de galáxias distantes.

Fonte: Astronomia OnLine