Uma análise de galáxias distantes capturadas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA revela que elas são extremamente jovens e exibem semelhanças notáveis com um tipo raro de pequena galáxia conhecida como “ervilhas verdes” que existe em nosso quintal cósmico.
“Com impressões digitais químicas detalhadas dessas galáxias iniciais, vemos que elas incluem o que pode ser a galáxia mais primitiva identificada até agora. Ao mesmo tempo, podemos conectar essas galáxias desde o início do universo a outras semelhantes próximas, que podemos estudar com muito mais detalhes”, disse James Rhoads, astrofísico do Goddard Space Flight Center da NASA em Greenbelt, Maryland, que apresentou as descobertas na 241ª reunião da American Astronomical Society em Seattle.
Um artigo descrevendo os resultados, liderado por Rhoads, foi publicado recentemente no The Astrophysical Journal Letters.
As galáxias da ervilha verde foram descobertas e nomeadas em 2009 por voluntários que participaram do Galaxy Zoo, um projeto em que cientistas cidadãos ajudam a classificar galáxias em imagens, começando pelas do Sloan Digital Sky Survey. As ervilhas se destacaram como pontos pequenos, redondos e não resolvidos com um tom distintamente verde, uma consequência das cores atribuídas a diferentes filtros nas imagens compostas da pesquisa e uma propriedade das próprias galáxias.
As cores da galáxia ervilha verde são incomuns porque uma fração considerável de sua luz vem de nuvens de gás brilhante. Os gases emitem luz em comprimentos de onda específicos – ao contrário das estrelas, que produzem um espectro de cor contínua semelhante ao arco-íris. As ervilhas também são bastante compactas, normalmente com apenas cerca de 5.000 anos-luz de diâmetro ou cerca de 5% do tamanho da nossa galáxia, a Via Láctea.
“As ervilhas podem ser pequenas, mas sua atividade de formação de estrelas é extraordinariamente intensa para seu tamanho, então elas produzem luz ultravioleta brilhante”, disse Keunho Kim, pesquisador de pós-doutorado na Universidade de Cincinnati e membro da equipe de análise. “Graças às imagens ultravioleta de ervilhas verdes do Hubble e à pesquisa terrestre sobre as primeiras galáxias formadoras de estrelas, fica claro que ambas compartilham essa propriedade.”
Em julho de 2022, a NASA e seus parceiros na missão Webb divulgaram a imagem infravermelha mais profunda e nítida do universo distante já vista, capturando milhares de galáxias dentro e atrás de um aglomerado conhecido como SMACS 0723. A massa do aglomerado o torna uma lente gravitacional, que amplia e distorce a aparência das galáxias de fundo. Entre as galáxias mais fracas atrás do aglomerado havia um trio de objetos infravermelhos compactos que pareciam ser parentes distantes de ervilhas verdes. A mais distante dessas três galáxias foi ampliada cerca de 10 vezes, fornecendo uma ajuda significativa da natureza além das capacidades sem precedentes do telescópio.
O Webb fez mais do que uma imagem do aglomerado – seu instrumento Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) também capturou os espectros de galáxias selecionadas na cena. Quando Rhoads e seus colegas examinaram essas medições e as corrigiram para o alongamento do comprimento de onda resultante da expansão do espaço, eles viram características emitidas por oxigênio, hidrogênio e neon se alinharem em uma semelhança impressionante com as vistas de ervilhas próximas.
Além disso, o espectro de Webb tornou possível medir a quantidade de oxigênio nessas galáxias cósmicas pela primeira vez.
À medida que as estrelas produzem energia, elas transmutam elementos mais leves, como hidrogênio e hélio, em elementos mais pesados. Quando as estrelas explodem ou perdem suas camadas externas no final de suas vidas, esses elementos mais pesados são incorporados ao gás que forma as próximas gerações estelares, e o processo continua. Ao longo da história cósmica, as estrelas enriqueceram constantemente o universo.
Duas das galáxias Webb contêm oxigênio a cerca de 20% do nível da nossa Via Láctea. Assemelham-se a ervilhas verdes típicas, que, no entanto, representam menos de 0,1% das galáxias próximas observadas pela pesquisa Sloan. A terceira galáxia estudada é ainda mais incomum.
“Estamos vendo esses objetos como eles existiam até 13,1 bilhões de anos atrás, quando o universo tinha cerca de 5% de sua idade atual”, disse Sangeeta Malhotra, pesquisadora de Goddard. “E vemos que são galáxias jovens em todos os sentidos – cheias de estrelas jovens e gás brilhante que contém poucos produtos químicos reciclados de estrelas anteriores. De fato, um deles contém apenas 2% do oxigênio de uma galáxia como a nossa e pode ser a galáxia quimicamente mais primitiva já identificada.”
Publicado em 26/02/2023 07h53
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