Galáxia distante A1689-zD1 apresenta proporção de poeira para gás anormalmente baixa

Usando o Telescópio Espacial James Webb (JWST) e o Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA), uma equipe internacional de astrônomos realizou observações abrangentes em múltiplos comprimentos de onda de uma galáxia massiva distante conhecida como A1689-zD1.

Recorte de imagem RGB JWST/NIRCam em cores falsas (azul: F150W; verde: F277W; vermelho: F444W), sobreposto com contornos de emissão de [C ii]-158 µm mostrando 3, 5, 7, 10σ (linhas sólidas brancas). Uma barra de escala é mostrada no plano da imagem. Crédito: arXiv (2025). DOI: 10.48550/arxiv.2510.07936 

As novas observações, detalhadas em um artigo publicado em 9 de outubro no servidor de pré-impressão arXiv , fornecem informações importantes sobre as propriedades da galáxia, especialmente no que diz respeito à produção de poeira neste sistema.

A1689-zD1 é uma galáxia massiva, brilhante e com alta lente, com um desvio para o vermelho de aproximadamente 7,13. Ela tem um diâmetro de cerca de 3.000 anos-luz e sua massa estelar é estimada em cerca de 2,6 bilhões de massas solares .

Observações anteriores de A1689-zD1 revelaram que ele possui uma metalicidade próxima à solar e contém uma quantidade substancial de poeira — com uma massa estimada de 15 milhões de massas solares. Por isso, A1689-zD1 é um excelente local para estudar a existência de poeira interestelar em épocas cósmicas primitivas.

É por isso que um grupo de astrônomos liderados por Kasper E. Heintz, da Universidade de Copenhague, Dinamarca, decidiu explorar o conteúdo de poeira com o JWST e o ALMA.

"Revisitamos esta galáxia para avaliar os componentes da matéria bariônica no ISM [ meio interestelar ], com foco particular em restringir o acúmulo de poeira cósmica", explicaram os pesquisadores.

A equipe de Hintz realizou a modelagem de ultravioleta para infravermelho distante, em repouso, da distribuição espectral de energia (SED) de A1689-zD1 para determinar sua massa estelar , massa de poeira, atenuação visual e taxa de formação estelar. As observações do ALMA também foram usadas para restringir a massa dinâmica total da fonte e inferir a massa do gás usando traçadores de gás comuns, mas limitados pela dinâmica geral do sistema.

O estudo constatou que, embora A1689-zD1 tenha uma massa de poeira substancial, suas relações de massa entre poeira e gás (DTG) e poeira e metal (DTM) são notavelmente baixas — em níveis de 0,00051 e 0,061, respectivamente. Os astrônomos observam que isso se deve à alta metalicidade de A1689-zD1 e à sua massa de gás substancial, calculada em 28 bilhões de massas solares.

Portanto, as razões de massa DTG e DTM para A1689-zD1 são uma ordem de magnitude menor do que as encontradas na Via Láctea e na Grande Nuvem de Magalhães (LMC) ou na Pequena Nuvem de Magalhães (SMC). Essas razões também sugerem que o gás hidrogênio atômico neutro (HI) na linha de visão de A1689-zD1 é relativamente pobre em poeira em comparação com seu enriquecimento químico. 

Os autores do artigo concluem que os resultados obtidos apontam para uma possível mudança na abundância relativa de poeira ou na composição das galáxias primitivas.

"Descobrimos que esse desvio nas proporções de massa DTG e DTM parece ser onipresente em outras galáxias ricas em metais com desvios para o vermelho semelhantes, z ≳ 6. Isso sugere que os processos que formam e destroem a poeira em momentos posteriores, ou a própria emissividade da poeira , são drasticamente diferentes para galáxias no universo primitivo", concluem os cientistas.

Phys.org