Astrofísicos confirmam a galáxia mais tênue já vista no Universo primitivo

Uma equipe de pesquisa internacional liderada por astrofísicos da UCLA confirmou a existência da galáxia mais fraca já vista no início do universo. 

A galáxia, chamada JD1, é uma das mais distantes identificadas até hoje, e é típica dos tipos de galáxias que queimaram através da névoa de átomos de hidrogênio que sobrou do Big Bang, deixando a luz brilhar através do universo e moldando-o em o que existe hoje.

Uma imagem projetada da galáxia JD1 (detalhe), localizada atrás de um aglomerado de galáxias brilhante chamado Abell2744. CRÉDITO Guido Roberts-Borsani/UCLA); imagens originais: NASA, ESA, CSA, Swinburne University of Technology, University of Pittsburgh, STScI 

A descoberta foi feita usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA, e as descobertas foram publicadas na revista Nature. Os primeiros bilhões de anos da vida do universo foram um período crucial em sua evolução. Após o Big Bang, aproximadamente 13,8 bilhões de anos atrás, o universo se expandiu e esfriou o suficiente para formar átomos de hidrogênio. 

Átomos de hidrogênio absorvem fótons ultravioleta de estrelas jovens; no entanto, até o nascimento das primeiras estrelas e galáxias, o universo tornou-se escuro e entrou em um período conhecido como idade das trevas cósmica.

O aparecimento das primeiras estrelas e galáxias algumas centenas de milhões de anos depois banhou o universo em energia ultravioleta que começou a queimar, ou ionizar, a névoa de hidrogênio. Isso, por sua vez, permitiu que os fótons viajassem pelo espaço, tornando o universo transparente.

Determinar os tipos de galáxias que dominaram aquela era – apelidada de Época da Reionização – é um dos principais objetivos da astronomia hoje, mas até o desenvolvimento do telescópio Webb, os cientistas careciam dos instrumentos infravermelhos sensíveis necessários para estudar a primeira geração de galáxias.

“A maioria das galáxias encontradas com o James Webb até agora são galáxias brilhantes que são raras e não consideradas particularmente representativas das galáxias jovens que povoaram o início do universo”, disse Guido Roberts-Borsani, pesquisador de pós-doutorado da UCLA e primeiro autor do estudo. “Como tal, embora importantes, eles não são considerados os principais agentes que queimaram toda aquela névoa de hidrogênio.

“Galáxias ultra fracas como JD1, por outro lado, são muito mais numerosas, e é por isso que acreditamos que elas são mais representativas das galáxias que conduziram o processo de reionização, permitindo que a luz ultravioleta viajasse sem impedimentos pelo espaço e tempo.”

JD1 é tão escuro e tão distante que é difícil estudar sem um telescópio poderoso – e uma ajuda da natureza. JD1 está localizado atrás de um grande aglomerado de galáxias próximas, chamado Abell 2744, cuja força gravitacional combinada dobra e amplifica a luz de JD1, fazendo-a parecer maior e 13 vezes mais brilhante do que seria de outra forma.

O efeito, conhecido como lente gravitacional, é semelhante a como uma lupa distorce e amplifica a luz dentro de seu campo de visão; sem lentes gravitacionais, JD1 provavelmente teria sido perdido.

Os pesquisadores usaram o instrumento espectrógrafo de infravermelho próximo do Telescópio Webb, NIRSpec, para obter um espectro de luz infravermelha da galáxia, permitindo-lhes determinar sua idade precisa e sua distância da Terra, bem como o número de estrelas e a quantidade de poeira e partículas pesadas. elementos que formou em sua vida relativamente curta.

A combinação da ampliação gravitacional da galáxia e novas imagens de outro dos instrumentos de infravermelho próximo do Telescópio Webb, o NIRCam, também possibilitou à equipe estudar a estrutura da galáxia com detalhes e resolução sem precedentes, revelando três aglomerados alongados principais de poeira e gás que está formando estrelas.

A equipe usou os novos dados para rastrear a luz de JD1 de volta à sua fonte e forma originais, revelando uma galáxia compacta com apenas uma fração do tamanho de galáxias mais antigas, como a Via Láctea, que tem 13,6 bilhões de anos.

Como a luz leva tempo para viajar até a Terra, JD1 é visto como era há aproximadamente 13,3 bilhões de anos, quando o universo tinha apenas cerca de 4% de sua idade atual.

“Antes de o telescópio Webb ser ligado, apenas um ano atrás, não podíamos nem sonhar em confirmar uma galáxia tão fraca”, disse Tommaso Treu, professor de física e astronomia da UCLA e segundo autor do estudo. “A combinação do James Webb e o poder de ampliação das lentes gravitacionais é uma revolução. Estamos reescrevendo o livro sobre como as galáxias se formaram e evoluíram logo após o Big Bang.”

Fonte: spaceref.com