O James Webb observa as primeiras galáxias do Universo e descobre uma “impostora”

Um estudo internacional, realizado com o Telescópio Espacial James Webb (JWST), e no qual participou o Instituto de Astrofísica das Canárias (IAC), revelou que o Universo foi capaz de produzir galáxias extraordinariamente luminosas muito cedo, quando tinha menos de 3% da sua idade atual. Os resultados sugerem que estas galáxias formaram estrelas mais cedo e mais rapidamente do que preveem os modelos teóricos. O estudo revela também uma galáxia invulgar que imita a emissão de uma galáxia ultradistante. Os resultados foram publicados na revista Nature.

Durante os primeiros meses de atividade do JWST em 2022, a equipa científica do programa Cosmic Evolution Early Release Science (CEERS), um mapeamento de campo profundo que utiliza diversos instrumentos do telescópio espacial, descobriu um número surpreendentemente elevado de galáxias no Universo muito distante. Entre elas, descobriram algumas das galáxias mais antigas até hoje observadas, que se terão formado quando o Universo tinha menos de 500 milhões de anos. Na verdade, uma delas, CEERS-93316, parecia ser ainda mais distante e mais luminosa, o que poderia significar um novo record para a galáxia mais antiga observada.

Mas há um novo estudo liderado pelo NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) e realizado com o poderoso espectrógrafo infravermelho NIRSpec do JWST que voltou a observar algumas destas primeiras galáxias brilhantes e que confirmou que duas delas, a Galáxia de Maisie e a CEERS2_588, são extraordinariamente jovens e brilhantes. Estas galáxias formaram-se, respetivamente, apenas 390 e 410 milhões de anos após o Big Bang, ou seja, quando o Universo tinha menos de 3% da sua idade atual. Além disso, são inesperadamente luminosas, o que sugere que formaram estrelas mais cedo e mais rapidamente do que o previsto pelos modelos teóricos.

“O que distingue a Galáxia de Maisie e a CEERS2_588 das outras escassas galáxias confirmadas para esta época do Universo é que são mais luminosas,” afirmou Pablo Arrabal Haro, investigador do NOIRLab que concluiu a sua tese de doutoramento no IAC e que é o principal autor do artigo. “A confirmação de duas galáxias luminosas ultradistantes reforça a ideia de um rápido crescimento das galáxias nas primeiras centenas de milhões de anos após o Big Bang,” acrescentou.

A equipa, além de confirmar a idade de duas destas primeiras galáxias, também revelou a verdade em relação à candidata a galáxia mais antiga até hoje observada, CEERS-93316. Embora anteriormente se pensasse que se formara quando o Universo tinha apenas 240 milhões de anos, na realidade pertence a uma época muito posterior, quando o Universo tinha 1200 milhões de anos.

“A combinação muito específica de desvio para o vermelho, de forte obscurecimento pela poeira e de outros padrões de emissão produziu uma distribuição de energia que imita a emissão prevista para uma galáxia extremamente distante, ao examinar apenas as imagens, o que confundiu as equipas que anteriormente analisaram os primeiros dados do CEERS,” disse Arrabal Haro.

Os resultados obtidos não só ajudam a comunidade científica a compreender melhor o Universo primitivo, ao reforçar a abundância de galáxias brilhantes, mas sublinham também a importância das observações de acompanhamento para confirmar ou desmentir possíveis descobertas “revolucionárias”.

“Por um lado, verificámos que havia uma abundante população de galáxias surpreendentemente luminosas em épocas muito remotas, que formaram as suas estrelas mais rapidamente do que tínhamos previsto. Por outro, CEERS-93316 permite-nos dar uma moral à história: os candidatos extraordinários requerem provas conclusivas”, explicou Marc Huertas Company, investigador do IAC que participou no estudo.

Até agora, a equipa do CEERS observou mais de mil galáxias ténues com o NIRSpec. Além disso, vários estudos conduzidos pelo NOIRLab e pela Universidade do Texas em Austin confirmaram 16 galáxias com idades cósmicas compreendidas entre os 390 e os 640 milhões de anos após o Big Bang. “Sem mais informações, as cores das galáxias podem enganar-nos, mas o instrumento NIRSpec do JWST é extraordinário para confirmar ou não os candidatos que o JWST tem vindo a descobrir” conclui Arabal Haro.

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Fonte da notícia: IAC

Tradução: Teresa Direitinho