Nova observação do Telescópio Espacial James Webb revela galáxia a apenas 290 milhões de anos após o Big Bang, abrindo novas perspectivas sobre a formação das primeiras galáxias
Na busca incessante pelo entendimento do universo primordial, cientistas utilizaram o Telescópio Espacial James Webb (JWST) para explorar a chamada Aurora Cósmica, período crucial nas primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang. Em uma descoberta recente, uma equipe internacional de astrônomos identificou uma galáxia recorde, JADES-GS-z14-0, localizada a apenas 290 milhões de anos após o Big Bang.
Nos últimos dois anos, o Telescópio Espacial James Webb da NASA, conhecido por suas observações avançadas, foi instrumental na exploração do início do universo. Recentemente, como parte do programa JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES), uma equipe de astrônomos utilizou o espectrógrafo NIRSpec do Webb para obter dados de uma galáxia extraordinária. Observada a um desvio para o vermelho de cerca de 14¹, esta galáxia fornece novas pistas sobre a evolução do cosmos.
Os astrônomos Stefano Carniani, da Scuola Normale Superiore em Pisa, Itália, e Kevin Hainline, da Universidade do Arizona, compartilham mais detalhes sobre essa descoberta.
“Os instrumentos do Webb foram projetados para encontrar e compreender as primeiras galáxias. No primeiro ano de observações do JADES, identificamos centenas de galáxias candidatas dos primeiros 650 milhões de anos após o Big Bang. Descobrimos uma galáxia com fortes evidências de estar acima de um desvio para o vermelho de 14. Isso foi emocionante, mas algumas propriedades nos deixaram cautelosos, especialmente sua surpreendente luminosidade,” explica Carniani.
Em janeiro de 2024, observações prolongadas do NIRSpec confirmaram que JADES-GS-z14-0 tinha um desvio para o vermelho de 14,32, quebrando o recorde anterior de galáxia distante.
“Ver esse espectro foi incrivelmente emocionante para toda a equipe, dado o mistério que cercava a fonte. Esta descoberta não foi apenas um novo recorde de distância; a galáxia é intrinsecamente muito luminosa, com um diâmetro de mais de 1.600 anos-luz,” acrescenta Hainline. Esta galáxia, com centenas de milhões de vezes a massa do Sol, desafia a compreensão da astronomia sobre a formação rápida de galáxias massivas.
Além disso, os dados indicam que parte da luz da galáxia está avermelhada pela poeira, uma descoberta inesperada para uma galáxia tão antiga. Jake Helton, do Observatório Steward e da Universidade do Arizona, identificou emissões de hidrogênio e oxigênio, sugerindo que múltiplas gerações de estrelas já existiam nesse período primordial. “A presença de oxigênio tão cedo é uma surpresa e sugere uma rápida evolução estelar,” diz Helton.
Essas observações indicam que JADES-GS-z14-0 é diferente das galáxias previstas por modelos teóricos e simulações de computador. A descoberta de JADES-GS-z14-0 em uma pequena região do universo sugere que há muitas galáxias luminosas a serem encontradas no universo primitivo, conforme discutido em um estudo recente, chefiado por Brand Robertson, pesquisador da Divisão de Ciências Físicas e Biológicas do Departamento de Astronomia e Astrofísica, da UC Santa Cruz.
À medida que o Telescópio Espacial James Webb continua suas observações, a expectativa é que mais galáxias luminosas e intrigantes sejam descobertas, oferecendo uma visão cada vez mais detalhada do universo primitivo.
“Estamos entusiasmados em ver a extraordinária diversidade de galáxias que existiam no Cosmic Dawn,” conclui Carniani.
Essas observações espectroscópicas foram realizadas como parte do programa de Observações de Tempo Garantido (GTO) 1287, e as do MIRI como parte do programa GTO 1180. A busca contínua por respostas sobre a formação e evolução das primeiras galáxias promete revelar ainda mais segredos do universo.
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¹ O desvio para o vermelho é o alongamento das ondas de luz provenientes de objetos distantes, como galáxias, devido à expansão do universo. Isso faz com que a luz se desloque para comprimentos de onda mais longos, ou seja, para o vermelho no espectro. Ele indica quão rápido um objeto está se afastando de nós e permite medir a distância e a velocidade de recuo das galáxias no universo, no caso, significa que a luz da galáxia JADES-GS-z14-0 foi esticada 14 vezes o seu comprimento original devido a expasão do universo.