Telescópio Webb detecta as moléculas orgânicas mais distantes do universo

O astrônomo Justin Spilker, da Texas A&M, e seus colaboradores encontraram moléculas orgânicas complexas em uma galáxia a mais de 12 bilhões de anos-luz de distância da Terra.

Uma equipe internacional de astrônomos detectou moléculas orgânicas complexas na galáxia mais distante até hoje usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA. 

Os astrônomos usando o telescópio Webb descobriram evidências de moléculas orgânicas complexas semelhantes a fumaça ou poluição na galáxia distante mostrada aqui. A galáxia, a mais de 12 bilhões de anos-luz de distância, alinha-se quase perfeitamente com uma segunda galáxia a apenas três bilhões de anos-luz de distância de nossa perspectiva na Terra. Nesta imagem de Webb em cores falsas, a galáxia em primeiro plano é mostrada em azul, enquanto a galáxia de fundo está em vermelho. As moléculas orgânicas estão destacadas em laranja. J. Spilker/S. Doyle, NASA, ESA, CSA

A descoberta das moléculas, que são familiares na Terra em fumaça, fuligem e poluição atmosférica, demonstra o poder de Webb para ajudar a entender a química complexa que anda de mãos dadas com o nascimento de novas estrelas, mesmo nos primeiros períodos da existência do universo. história. Pelo menos para as galáxias, as novas descobertas lançam dúvidas sobre o velho ditado de que onde há fumaça, há fogo. 

Usando o telescópio Webb, o astrônomo da Texas A&M University Justin Spilker e colaboradores encontraram as moléculas orgânicas em uma galáxia a mais de 12 bilhões de anos-luz de distância. Por causa de sua distância extrema, a luz detectada pelos astrônomos iniciou sua jornada quando o universo tinha menos de 1,5 bilhão de anos – cerca de 10% de sua idade atual. 

A galáxia foi descoberta pela primeira vez pelo Telescópio do Pólo Sul da National Science Foundation em 2013 e desde então tem sido estudada por muitos observatórios, incluindo o radiotelescópio ALMA e o Telescópio Espacial Hubble. 

Spilker observa que a descoberta, relatada esta semana na revista Nature, foi possível graças aos poderes combinados de Webb e do destino, com uma pequena ajuda de um fenômeno chamado lente gravitacional. Lensing, originalmente previsto pela teoria da relatividade de Albert Einstein, acontece quando duas galáxias estão quase perfeitamente alinhadas do nosso ponto de vista na Terra. A luz da galáxia de fundo é esticada e ampliada pela galáxia de primeiro plano em uma forma de anel, conhecida como anel de Einstein. 

“Ao combinar as incríveis capacidades do Webb com uma ‘lupa cósmica’ natural, conseguimos ver ainda mais detalhes do que de outra forma”, disse Spilker, professor assistente do Departamento de Física e Astronomia do Texas A&M e membro do George P. e Cynthia Woods Mitchell Institute for Fundamental Physics and Astronomy. 

“Esse nível de ampliação é realmente o que nos interessou em olhar para esta galáxia com Webb em primeiro lugar, porque realmente nos permite ver todos os ricos detalhes do que compõe uma galáxia no início do universo que nunca poderíamos ver de outra forma. ”

Os dados do Webb encontraram a assinatura reveladora de grandes moléculas orgânicas semelhantes a poluição atmosférica e fumaça – blocos de construção das mesmas emissões de hidrocarbonetos causadores de câncer na Terra que são os principais contribuintes para a poluição atmosférica. No entanto, Spilker diz que as implicações dos sinais de fumaça galáctica são muito menos desastrosas para seus ecossistemas cósmicos. 

A galáxia observada por Webb mostra um anel de Einstein causado por um fenômeno conhecido como lente, que ocorre quando duas galáxias estão quase perfeitamente alinhadas de nossa perspectiva na Terra. A gravidade da galáxia em primeiro plano faz com que a luz da galáxia de fundo seja distorcida e ampliada, como olhar através da haste de uma taça de vinho. Por serem ampliadas, as lentes permitem aos astrônomos estudar galáxias muito distantes com mais detalhes do que seria possível de outra forma. S. Doyle/J. Spilker

“Essas grandes moléculas são realmente muito comuns no espaço”, explicou Spilker. “Os astrônomos costumavam pensar que eram um bom sinal de que novas estrelas estavam se formando. Em qualquer lugar que você visse essas moléculas, as estrelas bebês também estavam brilhando.” 

Os novos resultados do Webb mostram que essa ideia pode não soar exatamente verdadeira no início do universo, de acordo com Spilker. 

“Graças às imagens de alta definição do Webb, encontramos muitas regiões com fumaça, mas sem formação estelar, e outras com novas estrelas se formando, mas sem fumaça”, acrescentou Spilker. 

Kedar Phadke, estudante de pós-graduação da Universidade de Illinois Urbana-Champaign, que liderou o desenvolvimento técnico das observações do Webb da equipe, observou que os astrônomos estão usando o Webb para fazer conexões na vastidão do espaço com um potencial sem precedentes. 

“Descobertas como esta são exatamente o que o Webb foi construído para fazer: entender os primeiros estágios do universo de maneiras novas e emocionantes”, disse Phadke. “É incrível podermos identificar moléculas a bilhões de anos-luz de distância com as quais estamos familiarizados aqui na Terra, mesmo que apareçam de maneiras que não gostamos, como poluição e fumaça. É também uma declaração poderosa sobre as incríveis capacidades do Webb que nunca tivemos antes.” 

A liderança da equipe também inclui a astrônoma do Goddard Space Flight Center da NASA, Jane Rigby, o professor da Universidade de Illinois, Joaquin Vieira, e dezenas de astrônomos ao redor do mundo. 

A descoberta é a primeira detecção de Webb de moléculas complexas no início do universo – um momento marcante que Spilker vê como um começo e não um fim. 

“Estes são os primeiros dias do Telescópio Webb, então os astrônomos estão ansiosos para ver todas as coisas novas que ele pode fazer por nós”, disse Spilker. “Detecção de fumaça em uma galáxia no início da história do universo? Webb faz isso parecer fácil. Agora que mostramos pela primeira vez que isso é possível, estamos ansiosos para tentar entender se é mesmo verdade que onde há fumaça há fogo. 

Talvez possamos até encontrar galáxias tão jovens que moléculas complexas como essas ainda não tiveram tempo de se formar no vácuo do espaço, então as galáxias são todas fogo e não fumaça. A única maneira de saber com certeza é olhar para mais galáxias, esperançosamente ainda mais distantes do que esta.” 

O artigo da equipe, “Variações espaciais na emissão de hidrocarbonetos aromáticos em uma galáxia rica em poeira”, pode ser visualizado online junto com os números e reconhecimentos relacionados.

Fonte: today.tamu.edu