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O amanhecer cósmico ocorreu 250 a 350 milhões de anos após o Big Bang

Novas observações de seis das mais distantes galáxias até hoje conhecidas ajudaram a localizar o momento da primeira luz do Universo, conhecido como “amanhecer cósmico”. O trabalho, publicado na revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, abre uma nova perspetiva sobre as primeiras galáxias que se formaram no Universo.

Imagem que faz parte de uma simulação da formação e evolução das primeiras estrelas e galáxias. A idade do universo em milhões de anos é mostrada no canto superior esquerdo. As regiões roxas mostram a distribuição filamentar do gás, composto essencialmente por hidrogénio. As regiões brancas representam a luz das estrelas e as regiões amarelas a radiação energética das estrelas mais massivas, que é capaz de ionizar o hidrogénio circundante. Crédito: Harley Katz/Universidade de Oxford.

Hoje, o Universo está cheio de luz, mas não era assim até a formação das primeiras estrelas e galáxias. O novo trabalho situa o momento em que o Universo foi banhado pela luz das estrelas numa pequena janela de apenas algumas centenas de milhões de anos após o Big Bang. Antes de isto acontecer, o Universo era um lugar escuro, com poeira e gás a acumularem-se gradualmente pela gravidade para formar as primeiras estrelas e galáxias, pondo fim à Idade das Trevas Cósmica.

A equipa de investigação, liderada por cientistas do Reino Unido, e que inclui colaboradores de três instituições americanas, examinou as idades das estrelas contidas em seis galáxias observadas tal como eram quando o Universo tinha 550 milhões de anos. Foram feitas observações detalhadas da idade média das estrelas em cada galáxia com os mais poderosos telescópios espaciais e terrestres, como o ALMA (Atacama Large Millimeter Array), no Chile, o VLT (Very Large Telescope) do ESO, os telescópios gémeos Keck, no Havai, e o telescópio Gemini-South, no Chile.

“Usando um indicador de idade bem conhecido com base na quantidade de absorção de hidrogénio observada nas atmosferas de diferentes estrelas, pudemos inferir que, mesmo nestes primeiros tempos, as galáxias já tinham entre 200 a 300 milhões de anos”, disse Romain Meyer, que foi aluno no University College London e é agora investigador de pós-doutoramento no Instituto Max Planck de Astronomia, em Heidelberg, Alemanha.

As novas observações empurraram o período inicial de formação de estrelas para lá do horizonte acessível com os telescópios atuais. No entanto, a equipa prevê que a próxima geração de telescópios, como o Telescópio Espacial James Webb (JWST), com lançamento previsto para o final deste ano, terá sensibilidade para sondar diretamente estas primeiras fases do Universo.

“O que talvez seja mais impressionante no nosso artigo é que prevemos que os antepassados de galáxias como as que observámos poderão ser visíveis e detetáveis à nascença com os recursos infravermelhos do JWST”, explicou Nicolas Laporte, da Universidade de Cambridge, principal autor do estudo.

E acrescentou: “As nossas observações indicam que o amanhecer cósmico ocorreu entre os 250 e 350 milhões de anos após o início do Universo e, na época da sua formação, as galáxias como as que estudámos terão sido suficientemente luminosas para serem observadas com o JWST.”

Poderosos telescópios, como o ALMA, observam a grandes distâncias, que correspondem a milhares de milhões de anos no passado. No entanto, medindo as idades das estrelas nas primeiras galáxias, é possível andar ainda mais para trás no tempo. Tais galáxias podem ter-se “iluminado” pela primeira vez quando o Universo tinha apenas 250 a 350 milhões de anos, e o nascimento de sistemas semelhantes poderá estar ao alcance do Telescópio Espacial James Webb, quando for lançado. Crédito: Nicolas Laporte/University of Cambridge.

“Aguardamos agora ansiosamente o lançamento bem-sucedido do JWST, que acreditamos ter capacidade de testemunhar diretamente o amanhecer cósmico”, acrescentou Richard Ellis do University College London, coautor do artigo. “Uma vez que somos feitos de matéria processada em estrelas, estamos, em certo sentido, à procura das nossas próprias origens.”

A formação e evolução das primeiras estrelas e galáxias num universo simulado. Crédito: Harley Katz/Universidade de Oxford.

 

Fonte da notícia: RAS

Tradução: Teresa Direitinho

 

New observations of the most distant galaxies close in on cosmic dawn

New observations of six of the most distant galaxies currently known have helped to pinpoint the moment of first light in the Universe, known as ‘cosmic dawn’. The new work is published in Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, and puts a new spotlight on what could be among the first galaxies formed in the Universe.

Still image from a simulation of the formation and evolution of the first stars and galaxies. The age of the universe in millions of years is shown in the upper left. Purple regions display the filamentary distribution of gas, composed mostly of hydrogen. White regions represent starlight and the yellow regions depict energetic radiation from the most massive stars which is capable of ionising the surrounding hydrogen gas. Credit: Harley Katz/University of Oxford.

Today our Universe is full of light, however this was not the case until the first stars and galaxies formed. The new work narrows down the moment when the Universe was first bathed in starlight to a small window just a few hundred million years after the Big Bang. Prior to this the Universe was a dark place, with dust and gas gradually collecting via gravity to eventually form these first stars and galaxies, bringing to an end the cosmic Dark Ages. […] Read the original article at Royal Astronomical Society

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