Um filamento de 10 galáxias visto apenas 830 milhões de anos após o nascimento do universo.
Entrelaçada em nosso universo existe uma estrutura semelhante a uma teia de galáxias chamada teia cósmica. As galáxias são amarradas ao longo de filamentos nesta vasta teia, que também contém enormes vazios. Agora, os astrônomos usando o James Webb descobriram um filamento inicial dessa estrutura, um filamento longo e estreito de 10 galáxias que existia apenas 830 milhões de anos após o big bang. A estrutura de 3 milhões de anos-luz é ancorada por um quasar luminoso – uma galáxia com um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. A equipe acredita que esse segmento inicial da teia cósmica acabará por evoluir para um enorme aglomerado de galáxias.
O mesmo estudo também investiga as propriedades de oito quasares no universo jovem. Os cientistas determinaram que os buracos negros centrais das galáxias, que existiam menos de um bilhão de anos após o big bang, variam em massa de 600 milhões a 2 bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Eles ainda estão trabalhando para explicar como esses buracos negros podem crescer tanto e tão rápido.
O Telescópio Espacial Webb identifica as primeiras vertentes da Teia Cósmica
As galáxias não estão espalhadas aleatoriamente pelo universo. Eles se reúnem não apenas em aglomerados, mas em vastas estruturas filamentosas interconectadas com gigantescos vazios estéreis entre eles. Essa “teia cósmica” começou tênue e se tornou mais distinta com o tempo, à medida que a gravidade juntou a matéria.
Astrônomos usando o Telescópio Espacial James Webb descobriram um arranjo semelhante a um fio de 10 galáxias que existiam apenas 830 milhões de anos após o big bang. A estrutura de 3 milhões de anos-luz é ancorada por um quasar luminoso – uma galáxia com um buraco negro supermassivo ativo em seu núcleo. A equipe acredita que o filamento eventualmente evoluirá para um enorme aglomerado de galáxias, muito parecido com o conhecido Coma Cluster no universo próximo.
“Fiquei surpreso com o quão longo e estreito é esse filamento”, disse o membro da equipe Xiaohui Fan, da Universidade do Arizona em Tucson. “Eu esperava encontrar algo, mas não esperava uma estrutura tão longa e distintamente fina.”
“Esta é uma das primeiras estruturas filamentosas que as pessoas já encontraram associadas a um quasar distante”, acrescentou Feige Wang, da Universidade do Arizona em Tucson, o principal investigador deste programa.
Esta descoberta é do projeto ASPIRE (A SPectroscopic survey of biased halos In the Reionization Era), cujo principal objetivo é estudar os ambientes cósmicos dos primeiros buracos negros. No total, o programa observará 25 quasares que existiram no primeiro bilhão de anos após o big bang, época conhecida como a Época da Reionização.
“As últimas duas décadas de pesquisa em cosmologia nos deram uma compreensão robusta de como a teia cósmica se forma e evolui. O ASPIRE visa entender como incorporar o surgimento dos primeiros buracos negros massivos em nossa história atual da formação da estrutura cósmica”, explicou o membro da equipe Joseph Hennawi, da Universidade da Califórnia, em Santa Bárbara.
Monstros em crescimento
Outra parte do estudo investiga as propriedades de oito quasares no universo jovem. A equipe confirmou que seus buracos negros centrais, que existiam menos de um bilhão de anos após o big bang, variam em massa de 600 milhões a 2 bilhões de vezes a massa do nosso Sol. Os astrônomos continuam buscando evidências para explicar como esses buracos negros podem crescer tanto e tão rápido.
“Para formar esses buracos negros supermassivos em tão pouco tempo, dois critérios devem ser satisfeitos. Primeiro, você precisa começar a crescer a partir de um enorme buraco negro de “semente”. Em segundo lugar, mesmo que essa semente comece com uma massa equivalente a mil Sóis, ainda precisa acumular um milhão de vezes mais matéria na taxa máxima possível durante toda a sua vida”, explicou Wang.
“Essas observações sem precedentes estão fornecendo pistas importantes sobre como os buracos negros são formados. Aprendemos que esses buracos negros estão situados em galáxias jovens massivas que fornecem o reservatório de combustível para seu crescimento”, disse Jinyi Yang, da Universidade do Arizona, que lidera o estudo de buracos negros com o ASPIRE.
O James Webb também forneceu a melhor evidência de como os primeiros buracos negros supermassivos potencialmente regulam a formação de estrelas em suas galáxias. Enquanto os buracos negros supermassivos acumulam matéria, eles também podem gerar enormes fluxos de material. Esses ventos podem se estender muito além do próprio buraco negro, em escala galáctica, e podem ter um impacto significativo na formação de estrelas.
“Fortes ventos de buracos negros podem suprimir a formação de estrelas na galáxia hospedeira. Esses ventos foram observados no universo próximo, mas nunca foram observados diretamente na época da reionização”, disse Yang. “A escala do vento está relacionada à estrutura do quasar. Nas observações do James Webb, estamos vendo que tais ventos existiam no início do universo”.
Publicado em 11/07/2023 10h09
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