#Universo Primordial #Galáxias #James Webb
Três novas galáxias candidatas, que se parecem com pontos vermelhos difusos, descobertas em imagens coletadas pelo Telescópio Espacial James Webb da NASA. Uma dessas galáxias, à esquerda, pode conter tantas estrelas quanto a atual Via Láctea, mas era 30 vezes mais compacta em tamanho. Créditos: NASA, ESA, CSA, I. Labbe (Swinburne University of Technology). Processamento de imagem: G. Brammer (Niels Bohr Institute’s Cosmic Dawn Center na University of Copenhagen).
Em um novo estudo, uma equipe internacional de astrofísicos descobriu vários objetos misteriosos escondidos em imagens do Telescópio Espacial James Webb: seis galáxias em potencial que surgiram tão cedo na história do universo e são tão massivas que não deveriam ser possíveis sob a teoria cosmológica atual.
Cada uma das galáxias candidatas pode ter existido no início do universo, cerca de 500 a 700 milhões de anos após o Big Bang, ou mais de 13 bilhões de anos atrás. Eles também são gigantescos, contendo quase tantas estrelas quanto a atual Via Láctea.
“São bananas”, disse Erica Nelson, coautora da nova pesquisa e professora assistente de astrofísica na CU Boulder. “Você simplesmente não espera que o universo primitivo seja capaz de se organizar tão rapidamente. Essas galáxias não deveriam ter tido tempo de se formar.”
Nelson e seus colegas, incluindo o primeiro autor Ivo Labbé, da Swinburne University of Technology, na Austrália, publicaram seus resultados em 22 de fevereiro na revista Nature.
As descobertas mais recentes não são as primeiras galáxias observadas por James Webb, que foi lançada em dezembro de 2021 e é o telescópio mais poderoso já enviado ao espaço. No ano passado, outra equipe de cientistas avistou várias galáxias que provavelmente se fundiram a partir do gás cerca de 350 milhões de anos após o Big Bang. Esses objetos, no entanto, eram absolutamente camarões em comparação com as novas galáxias, contendo muitas vezes menos massa de estrelas.
Os pesquisadores ainda precisam de mais dados para confirmar que essas galáxias são tão grandes e tão antigas quanto parecem. Suas observações preliminares, no entanto, oferecem uma amostra tentadora de como James Webb poderia reescrever livros de astronomia.
“Outra possibilidade é que essas coisas sejam um tipo diferente de objeto estranho, como quasares fracos, o que seria igualmente interessante”, disse ela.
Pontos difusos
Há muita empolgação por aí: em 2022, Nelson e seus colegas, que vêm dos Estados Unidos, Austrália, Dinamarca e Espanha, formaram uma equipe ad hoc para investigar os dados que James Webb estava enviando de volta à Terra.
Suas descobertas recentes decorrem da pesquisa Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS) do telescópio. Essas imagens mostram profundamente um pedaço do céu perto da Ursa Maior – uma região do espaço relativamente chata, pelo menos à primeira vista, que o Telescópio Espacial Hubble observou pela primeira vez na década de 1990.
Nelson estava olhando para uma seção do tamanho de um selo postal de uma imagem quando viu algo estranho: alguns “pontos difusos” de luz que pareciam brilhantes demais para serem reais.
“Eles eram tão vermelhos e tão brilhantes”, disse Nelson. “Não esperávamos vê-los.”
Ela explicou que na astronomia, a luz vermelha geralmente é igual à luz antiga. O universo, disse Nelson, vem se expandindo desde o início dos tempos. À medida que se expande, as galáxias e outros objetos celestes se afastam e a luz que eles emitem se estende – pense nisso como o equivalente cósmico do caramelo de água salgada. Quanto mais a luz se estende, mais vermelha ela parece aos instrumentos humanos. (A luz de objetos que se aproximam da Terra, em contraste, parece mais azul).
A equipe fez cálculos e descobriu que suas antigas galáxias também eram enormes, abrigando dezenas a centenas de bilhões de estrelas do tamanho do sol com massa equivalente à Via Láctea.
Essas galáxias primordiais, no entanto, provavelmente não tinham muito em comum com a nossa.
“A Via Láctea forma cerca de uma a duas novas estrelas a cada ano”, disse Nelson. “Algumas dessas galáxias teriam que formar centenas de novas estrelas por ano durante toda a história do universo.”
Nelson e seus colegas querem usar James Webb para coletar muito mais informações sobre esses objetos misteriosos, mas já viram o suficiente para despertar sua curiosidade. Para começar, os cálculos sugerem que não deveria haver matéria normal suficiente – do tipo que compõe planetas e corpos humanos – naquela época para formar tantas estrelas tão rapidamente.
“Se pelo menos uma dessas galáxias for real, ela ultrapassará os limites de nossa compreensão da cosmologia”, disse Nelson.
Vendo no tempo
Para Nelson, as novas descobertas são o culminar de uma jornada que começou quando ela estava no ensino fundamental. Quando ela tinha 10 anos, ela escreveu um relatório sobre o Hubble, um telescópio que foi lançado em 1990 e ainda está ativo hoje. Nelson foi fisgado.
“Leva tempo para a luz ir de uma galáxia até nós, o que significa que você está olhando para trás no tempo quando olha para esses objetos”, disse ela. “Achei esse conceito tão alucinante que decidi naquele instante que era isso que eu queria fazer da minha vida.”
O ritmo acelerado de descoberta com James Webb é muito parecido com os primeiros dias do Hubble, disse Nelson. Na época, muitos cientistas acreditavam que as galáxias não começaram a se formar até bilhões de anos após o Big Bang. Mas os pesquisadores logo descobriram que o universo primitivo era muito mais complexo e emocionante do que eles poderiam imaginar.
“Embora já tenhamos aprendido nossa lição com o Hubble, ainda não esperávamos que James Webb visse tais galáxias maduras existindo tão longe no tempo”, disse Nelson. “Estou tão animado.”
Outros co-autores do novo estudo incluem Pieter van Dokkum, da Universidade de Yale; Rachel Bezanson da Universidade de Pittsburgh; Katherine Suess da Universidade da Califórnia, Santa Cruz; Joel Leja, Elijah Matthews e Bingjie Wang, da Universidade Estadual da Pensilvânia; Gabriel Brammer e Katherine Whitaker da Universidade de Copenhague; e Mauro Stefanon da Universidade de Valência.
Publicado em 24/02/2023 21h40
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