Webb da NASA prova que galáxias transformaram o universo primitivo

No início do universo, o gás entre as estrelas e as galáxias era opaco – a luz energética das estrelas não conseguia penetrá-lo. Mas 1 bilhão de anos após o big bang, o gás tornou-se completamente transparente. Por que? 

Novos dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA identificaram o motivo: as estrelas das galáxias emitiram luz suficiente para aquecer e ionizar o gás ao seu redor, limpando nossa visão coletiva ao longo de centenas de milhões de anos.

Ao analisar novas observações do Telescópio Espacial James Webb, da Nasa, uma equipe liderada por Simon Lilly, da ETH Zürich, na Suíça, encontrou evidências de que galáxias que existiam 900 milhões de anos após o Big Bang ionizaram o gás ao seu redor, fazendo com que ele se tornasse transparente. Eles também usaram o Webb para medir com precisão o gás ao redor das galáxias, identificando que "bolhas" de gás ionizado têm um raio de 2 milhões de anos-luz ao redor das minúsculas galáxias. Ao longo dos cem milhões de anos seguintes, as bolhas cresceram cada vez mais, eventualmente fundindo-se e fazendo com que todo o universo se tornasse transparente. Créditos: NASA, ESA, CSA, Simon Lilly (ETH Zürich), Daichi Kashino (Nagoya University), Jorryt Matthee (ETH Zürich), Christina Eilers (MIT), Rob Simcoe (MIT), Rongmon Bordoloi (NCSU), Ruari Mackenzie (ETH Zürich); Processamento de Imagem: Alyssa Pagan (STScI) Ruari Macken 

Os resultados, de uma equipe de pesquisa liderada por Simon Lilly, da ETH Zürich, na Suíça, são os mais recentes insights sobre um período conhecido como Era da Reionização , quando o universo passou por mudanças dramáticas. Após o big bang, o gás no universo era incrivelmente quente e denso. Ao longo de centenas de milhões de anos, o gás esfriou. Então, o universo clicou em “repetir”. O gás voltou a ficar quente e ionizado – provavelmente devido à formação das primeiras estrelas nas galáxias e, ao longo de milhões de anos, tornou-se transparente. 

Os pesquisadores há muito buscam evidências definitivas para explicar essas transformações. Os novos resultados puxam efetivamente a cortina no final deste período de reionização. “O Webb não apenas mostra claramente que essas regiões transparentes são encontradas em torno das galáxias, mas também medimos o tamanho delas”, explicou Daichi Kashino, da Universidade de Nagoya, no Japão, o principal autor do primeiro artigo da equipe. “Com os dados de Webb, estamos vendo galáxias reionizar o gás ao seu redor.” 

Essas regiões de gás transparente são gigantescas em comparação com as galáxias – imagine um balão de ar quente com uma ervilha suspensa em seu interior. Os dados de Webb mostram que essas galáxias relativamente pequenas levaram à reionização, limpando regiões massivas do espaço ao seu redor. Nos próximos cem milhões de anos, essas “bolhas” transparentes continuaram a crescer cada vez mais, eventualmente se fundindo e fazendo com que todo o universo se tornasse transparente. 

A equipe de Lilly visou intencionalmente um momento pouco antes do fim da Era da Reionização, quando o universo não era muito claro e nem opaco – continha uma colcha de retalhos de gás em vários estados. Os cientistas apontaram Webb na direção de um quasar – um buraco negro supermassivo ativo extremamente luminoso que age como uma enorme lanterna – destacando o gás entre o quasar e nossos telescópios. (Encontre-o no centro desta visualização: é minúsculo e rosa com seis picos de difração proeminentes.) 

À medida que a luz do quasar viajava em nossa direção através de diferentes trechos de gás, ela era absorvida pelo gás opaco ou movia-se livremente através do gás transparente. Os resultados inovadores da equipe só foram possíveis ao emparelhar os dados de Webb com as observações do quasar central do Observatório WM Keck, no Havaí, e do Very Large Telescope do European Southern Observatory e do Magellan Telescope no Observatório Las Campanas, ambos no Chile. “Ao iluminar o gás ao longo de nossa linha de visão, o quasar nos fornece informações abrangentes sobre a composição e o estado do gás”, explicou Anna-Christina Eilers, do MIT em Cambridge, Massachusetts, principal autora de outro artigo da equipe. 

Os pesquisadores então usaram o Webb para identificar galáxias próximas a essa linha de visão e mostraram que as galáxias são geralmente cercadas por regiões transparentes com cerca de 2 milhões de anos-luz de raio. Em outras palavras, Webb testemunhou galáxias no processo de limpeza do espaço ao seu redor no final da Era da Reionização. Para colocar isso em perspectiva, a área que essas galáxias limparam é aproximadamente a mesma distância que o espaço entre nossa galáxia, a Via Láctea, e nossa vizinha mais próxima, Andrômeda. 

Até agora, os pesquisadores não tinham essa evidência definitiva do que causava a reionização – antes do Webb, eles não tinham certeza do que exatamente era o responsável. 

Como são essas galáxias? “Eles são mais caóticos do que aqueles no universo próximo”, explicou Jorryt Matthee, também da ETH Zürich e principal autor do segundo artigo da equipe. “Webb mostra que eles estavam formando estrelas ativamente e devem ter disparado muitas supernovas . Eles tiveram uma juventude bastante aventureira!”  

Fonte: nasa.gov