Uma galáxia cuja luz viajou quase 13,5 bilhões de anos para chegar até nós acaba de ser confirmada como a galáxia mais antiga encontrada até hoje.
Ao estudar o conteúdo de oxigênio da galáxia com o Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), os astrônomos dataram com precisão apenas 367 milhões de anos após o Big Bang, uma época em que as primeiras luzes do Universo ainda estavam se acendendo e começando propagar-se livremente pelo espaço.
O resultado confirma as observações feitas pelo JWST e oferece novas informações sobre o início do Universo que nos falam sobre as origens dos elementos.
“As primeiras imagens do Telescópio Espacial James Webb revelaram tantas galáxias primitivas que sentimos que tínhamos que testar seus resultados usando o melhor observatório da Terra”, disse o astrônomo Tom Bakx, da Universidade de Nagoya, no Japão.
“Foi um momento muito emocionante para ser um astrônomo observacional e pudemos acompanhar o status das observações que testarão os resultados do JWST em tempo real”.
A galáxia, chamada GHZ2/GLASS-z12, foi detectada pela primeira vez pelo JWST em julho do ano passado, pouco depois de o telescópio abrir seu olho dourado segmentado na luz infravermelha do Universo.
Um artigo de novembro detalhou a descoberta, datando a galáxia de aproximadamente 350 milhões de anos após o Big Bang, que ocorreu cerca de 13,8 bilhões de anos atrás.
Isso é realmente incrível, mas qualquer descoberta astronômica é significativamente mais robusta se puder ser confirmada usando um instrumento independente.
Assim, uma equipe liderada por Bakx e o astrônomo Jorge Zavala, do Observatório Astronômico Nacional do Japão, recorreram ao radiotelescópio ALMA para ver o que mais podiam aprender sobre a jovem galáxia.
Eles viraram o ALMA na direção de GHZ2/GLASS-z12 e começaram a procurar uma assinatura de emissão no espectro de rádio associado ao oxigênio.
Como o oxigênio leva um tempo relativamente curto para se formar, é comumente usado para aprender mais sobre as galáxias no início do Universo. E quando a luz entra no oxigênio, ela é reemitida em uma faixa de comprimento de onda específica, resultando em uma linha mais brilhante nessa parte do espectro.
Cada uma das 66 antenas de rádio de 12 metros que compõem o ALMA foi colocada em funcionamento, detectando uma linha de emissão de oxigênio próxima à posição de GHZ2/GLASS-z12. Análises de acompanhamento e testes estatísticos determinaram que o sinal era real e relacionado à galáxia.
“Inicialmente, estávamos preocupados com a ligeira variação na posição entre a linha de emissão de oxigênio detectada e a galáxia vista por Webb”, explica Bakx.
“Mas realizamos testes detalhados nas observações para confirmar que esta é realmente uma detecção robusta e é muito difícil de explicar por meio de qualquer outra interpretação”.
A distância muito pequena entre a galáxia e a emissão de oxigênio pode sugerir que explosões ou interações violentas despojaram a galáxia de grande parte de seu gás, lançando-o no espaço intergaláctico.
A equipe datou suas observações para 367 milhões de anos mais precisos após o Big Bang. E, com base no brilho da linha de emissão, eles foram capazes de inferir que a galáxia formou com relativa rapidez altas abundâncias de elementos mais pesados que o hidrogênio e o hélio.
Isto é muito interessante. O Universo primitivo, antes do surgimento das estrelas, era composto principalmente de hidrogênio com uma quantidade menor de hélio. Então as estrelas se formaram; em seus núcleos quentes e densos, eles começaram a colidir átomos, criando elementos mais pesados.
Mas esses elementos estavam trancados dentro das estrelas; não foi até que as estrelas morreram, explodindo em supernovas espetaculares, que os elementos mais pesados foram capazes de se espalhar pelo espaço interestelar.
Essa presença de oxigênio tão cedo no Universo nos dá algumas pistas sobre o tempo e a evolução dessas primeiras estrelas, que ainda não vimos diretamente.
“Essas observações profundas do ALMA fornecem evidências robustas da existência de galáxias nas primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang e confirmam os resultados surpreendentes das observações do Webb”, diz Zavala.
“O trabalho do JWST está apenas começando, mas já estamos ajustando nossos modelos de como as galáxias se formam no Universo primordial para corresponder a essas observações. O poder combinado do Webb e do conjunto de radiotelescópios ALMA nos dá a confiança para expandir nossos horizontes cósmicos cada vez mais perto do alvorecer do Universo.”
Publicado em 02/02/2023 12h14
Artigo original: