Novas imagens do Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA revelam pela primeira vez galáxias com barras estelares – características alongadas de estrelas que se estendem desde os centros das galáxias até seus discos externos – em uma época em que o universo tinha apenas 25 % de sua idade atual. A descoberta das chamadas galáxias barradas, semelhantes à nossa Via Láctea, tão cedo no universo exigirá que os cientistas refinem suas teorias da evolução das galáxias.
Antes do JWST, as imagens do Telescópio Espacial Hubble nunca haviam detectado barras em épocas tão jovens. Em uma imagem do Hubble, uma galáxia, EGS-23205, é pouco mais que uma mancha em forma de disco, mas na imagem correspondente do JWST tirada no verão passado, é uma bela galáxia espiral com uma barra estelar transparente.
“Dei uma olhada nesses dados e disse: ‘Estamos descartando todo o resto!'”, disse Shardha Jogee, professor de astronomia na Universidade do Texas em Austin. “As barras dificilmente visíveis nos dados do Hubble apareceram na imagem do JWST, mostrando o tremendo poder do JWST para ver a estrutura subjacente nas galáxias”, disse ela, descrevendo os dados do Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS), liderado por Professor da UT Austin, Steven Finkelstein.
A equipe identificou outra galáxia barrada, EGS-24268, também de cerca de 11 bilhões de anos atrás, o que faz com que duas galáxias barradas existam mais no passado do que qualquer outra descoberta anteriormente.
Em um artigo aceito para publicação no The Astrophysical Journal Letters, eles destacam essas duas galáxias e mostram exemplos de outras quatro galáxias barradas de mais de 8 bilhões de anos atrás.
“Para este estudo, estamos olhando para um novo regime em que ninguém havia usado esse tipo de dados ou feito esse tipo de análise quantitativa antes”, disse Yuchen “Kay” Guo, um estudante de pós-graduação que liderou a análise, “então tudo é novo. É como entrar em uma floresta onde ninguém jamais entrou.”
As barras desempenham um papel importante na evolução da galáxia ao canalizar o gás para as regiões centrais, impulsionando a formação de estrelas.
“As barras resolvem o problema da cadeia de suprimentos nas galáxias”, disse Jogee. “Assim como precisamos trazer matéria-prima do porto para as fábricas no interior que fabricam novos produtos, uma barra transporta poderosamente o gás para a região central, onde o gás é rapidamente convertido em novas estrelas a uma taxa tipicamente 10 a 100 vezes mais rápida do que na região central. resto da galáxia.”
As barras também ajudam a criar buracos negros supermassivos nos centros das galáxias, canalizando o gás em parte do caminho.
A descoberta de barras durante essas épocas iniciais abala os cenários de evolução das galáxias de várias maneiras.
“Essa descoberta de barras iniciais significa que os modelos de evolução galáctica agora têm um novo caminho por meio de barras para acelerar a produção de novas estrelas em épocas iniciais”, disse Jogee.
E a própria existência dessas primeiras barras desafia os modelos teóricos, pois eles precisam acertar a física da galáxia para prever a abundância correta de barras. A equipe testará diferentes modelos em seus próximos trabalhos.
O JWST pode revelar estruturas em galáxias distantes melhor do que o Hubble por dois motivos: primeiro, seu espelho maior oferece mais capacidade de captação de luz, permitindo que ele veja mais longe e com maior resolução. Em segundo lugar, ele pode ver melhor através da poeira, pois observa em comprimentos de onda infravermelhos mais longos do que o Hubble.
Os alunos de graduação Eden Wise e Zilei Chen desempenharam um papel fundamental na pesquisa, revisando visualmente centenas de galáxias, procurando aquelas que pareciam ter barras, o que ajudou a reduzir a lista a algumas dezenas para os outros pesquisadores analisarem com uma matemática mais intensiva. aproximação.
Outros co-autores da UT Austin são Steven Finkelstein, Micaela Bagley e Maximilien Franco. Dezenas de coautores de outras instituições vêm dos EUA, Reino Unido, Japão, Espanha, França, Itália, Austrália e Israel.
O financiamento para esta pesquisa foi fornecido em parte pelo Roland K. Blumberg Endowment in Astronomy, pela Heising-Simons Foundation e pela NASA. Este trabalho contou com recursos do Texas Advanced Computing Center, incluindo o Frontera, o supercomputador mais poderoso de uma universidade dos Estados Unidos.
Publicado em 11/01/2023 04h10
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