Astrônomos do Cosmic Dawn Center revelaram a natureza da região mais densa de galáxias observada com o telescópio James Webb Space no início do universo. onde ainda está se formando a partir de galáxias menores. A descoberta corrobora nossa compreensão de como as galáxias se formam.
De acordo com nossa compreensão atual da formação da estrutura no universo, as galáxias se formam de maneira hierárquica, com pequenas estruturas se formando primeiro no início do universo, depois se fundindo para construir estruturas maiores. Esta é a previsão de teorias e simulações de computador, e é verificado por observações de galáxias em várias épocas da história do universo.
Para observar a formação das primeiras estruturas, temos que olhar o mais longe possível no tempo e, portanto, o mais longe possível, mas essas fontes são muito pequenas e muito fracas, e sua detecção requer tecnologias avançadas.
Em um novo estudo, foi detectado o primeiro progenitor do que hoje provavelmente terá evoluído para uma galáxia massiva do tamanho da Via Láctea. Este grupo de galáxias menores, apelidado de CGG-z5, foi encontrado por meio do programa observacional chamado “CEERS”. com o Telescópio Espacial James Webb, e é visto quando o universo tinha apenas 1,1 bilhão de anos, 8% de sua idade atual.
CGG-z5 foi descoberto usando o código GalCluster, que foi criado por Nikolaj Silassen, estudante de mestrado no Cosmic Dawn Center (DAWN).
“Desenvolvi o software durante meus estudos para detectar esse tipo de estrutura e agora o aplicamos aos dados do programa CEERS”, diz Nikolaj Silassen, que já encontrou um grupo semelhante, mas mais próximo, ao testar o software.
“É ótimo ver como meu código está se tornando útil.”
Impossível sem o James Webb
Os membros mais brilhantes do grupo de galáxias foram descobertos anteriormente com o Telescópio Espacial Hubble, mas o programa CEERS revelou membros novos e menores.
“Os outros membros do grupo são pequenos e fracos. Sem a sensibilidade e a resolução espacial de James Webb, simplesmente não seríamos capazes de detectá-los”, explica Shuowen Jin, Marie Curie Fellow no Cosmic Dawn Center (DAWN ) e principal autor do estudo atual.
Exatamente qual será o “futuro” do grupo de galáxias CGG-z5 é obviamente desconhecido. Ao invés de formar uma única galáxia, pode ser que o grupo evolua para um grande aglomerado de galáxias em tempos posteriores. Ainda outra possibilidade é que os membros não estão, na realidade, tão compactados quanto parece, mas, em vez disso, fazem parte de uma estrutura filamentosa que por acaso vemos de uma extremidade à outra.
Ajuda de simulações de computador
Para distinguir entre esses cenários, são necessárias observações mais precisas envolvendo a espectroscopia mais demorada. Mas, enquanto isso, a ajuda está disponível em simulações de computador:
“Para entender melhor a natureza e a evolução do CGG-z5, procuramos estruturas semelhantes em simulações hidrodinâmicas de grande escala”, diz Aswin Vijiayan, bolsista de pós-doutorado no Cosmic Dawn Center, que conduziu a análise de simulação no estudo. Encontramos 14 estruturas que se aproximam das propriedades físicas do nosso grupo observado CGG-z5 e, em seguida, traçamos a evolução dessas estruturas ao longo do tempo nas simulações, desde o início do universo até a época atual.
Embora os desdobramentos exatos da evolução dessas 14 estruturas sejam diferentes, todas tiveram o mesmo destino: cerca de 0,5 a 1 bilhão de anos depois, elas se fundiram para formar uma única galáxia que, quando o universo atingiu metade de sua idade atual, massas comparáveis à nossa própria Via Láctea.
“Dadas as previsões das simulações, é tentador especular que o sistema CGG-z5 também seguirá um caminho evolucionário semelhante e que capturamos o processo de pequenas galáxias se reunindo em uma única galáxia massiva”, diz Shuowen Jin.
“Curiosamente, o número desses primeiros grupos como CGG-z5 em um determinado volume de espaço é semelhante ao número de galáxias massivas em tempos cósmicos posteriores”, diz Georgios Magdis, professor associado da DAWN e participante do estudo. grupos de fusão atraentes como os principais progenitores de galáxias massivas em épocas posteriores.”
Publicado em 10/02/2023 07h37
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