Finalmente! Astrônomos estão começando a ver as primeiras galáxias se unindo com o JWST

Um dos principais objetivos científicos do Telescópio Espacial James Webb é observar a época em que pensamos que as primeiras galáxias foram criadas, para compreender os detalhes da sua formação, evolução e composição. A cada retrospectiva profunda, o telescópio parece quebrar o seu próprio recorde de galáxia mais distante alguma vez vista.

A grande galáxia em primeiro plano chama-se LEDA 2046648 e é vista há pouco mais de um bilhão de anos atrás no tempo, enquanto a maioria das outras ficam ainda mais distantes e, portanto, são vistas ainda mais atrás no tempo. CRÉDITO: ESA/Webb, NASA e CSA, A. Martel.

Os artigos científicos estão agora a começar a aparecer, à medida que os astrónomos estão finalmente a começar a recolher dados suficientes do JWST para construir uma compreensão mais profunda do Universo primordial. 

Num novo estudo publicado na Nature Astronomy , uma equipa de investigadores na Dinamarca acredita ter observado algumas das primeiras galáxias com o JWST. Essas galáxias são tão antigas que provavelmente ainda estão em processo de formação.

Proporções de Galáxias

Um padrão conhecido é que a proporção entre as galáxias e os seus elementos pesados ​​manteve-se constante no Universo local durante os últimos 12 mil milhões de anos de história, ou cerca de 5/6 da idade do Universo. Mas com o JWST, os astrónomos estão agora a ver que as galáxias mais jovens têm um aspecto diferente. Eles não têm a mesma proporção de estrelas para elementos mais pesados ​​porque ainda não passaram pelos ciclos de formação e morte estelar, enriquecendo as nuvens de gás com metais, ou seja, elementos mais pesados ​​que o hidrogênio e o hélio.

Este gráfico mostra as galáxias observadas num “diagrama de massa elemento-estelar”: quanto mais à direita uma galáxia está, mais massiva ela é, e quanto mais acima, mais elementos pesados ​​ela contém. Os ícones cinza representam galáxias no Universo atual, enquanto os vermelhos mostram as novas observações de galáxias primitivas. Estas têm claramente elementos muito menos pesados ​​do que as galáxias posteriores, mas concordam aproximadamente com as previsões teóricas, indicadas pela faixa azul. Crédito: Kasper Elm Heintz, Peter Laursen.

Para este estudo, os astrónomos observaram 16 galáxias, algumas das primeiras galáxias alguma vez observadas. As suas observações revelaram que a abundância química nestas galáxias é um quarto daquela observada em galáxias que se formaram posteriormente. No seu artigo, os astrónomos escreveram que “estas descobertas sugerem que as galáxias neste momento ainda estão intimamente ligadas ao meio intergaláctico e sujeitas à contínua entrada de gás puro, o que efetivamente dilui a sua abundância de metais”.

À medida que a gravidade reuniu os primeiros aglomerados de gás, as primeiras estrelas e galáxias foram formadas.

“Quando analisamos a luz de 16 destas primeiras galáxias, vimos que tinham significativamente menos elementos pesados, em comparação com o que seria de esperar das suas massas estelares e da quantidade de novas estrelas que produziram,” disse Kasper Elm Heintz, líder do estudo e professor assistente do Cosmic Dawn Center do Instituto Niels Bohr e do Espaço DTU em Copenhague, Dinamarca, em um comunicado à imprensa.

Estes resultados, dizem os astrónomos, contrastam fortemente com o modelo actual, onde as galáxias evoluem numa forma de equilíbrio ao longo da maior parte da história do Universo, onde existe uma relação entre quantas estrelas se formaram e quantos elementos pesados ​​se formaram. .

Ilustração da formação de galáxias: O gás difuso do espaço intergaláctico cai em direção ao centro, provocando a formação de estrelas e tornando-se parte do disco giratório da galáxia. Quando as estrelas morrem, elas devolvem o seu gás à galáxia (e ao espaço intergaláctico), agora enriquecido com elementos pesados. Crédito: Tumlinson et al. (2017).

Não totalmente surpreendente

Os pesquisadores dizem, no entanto, que este resultado não é totalmente surpreendente. Modelos teóricos de formação de galáxias previram exatamente isso. E agora isso foi observado.

“O resultado dá-nos a primeira visão sobre as fases iniciais da formação de galáxias, que parecem estar mais intimamente ligadas ao gás entre as galáxias do que pensávamos,” disse Elm Heintz. “Esta é uma das primeiras observações de James Webb sobre este tópico, por isso ainda estamos à espera para ver o que as observações maiores e mais abrangentes que estão a ser realizadas atualmente podem nos dizer.”

Os investigadores disseram que não há dúvida de que o JWST fornecerá mais dados e em breve deverão ter uma compreensão muito mais clara de como as galáxias e as primeiras estruturas começaram a sua formação durante os primeiros mil milhões de anos após o Big Bang.

Fonte: Universetoday.com