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Astrônomos olhando para o início do Universo fizeram uma descoberta surpreendente usando o Telescópio Espacial James Webb da NASA/ESA/CSA. As capacidades espectroscópicas do Webb, combinadas com sua sensibilidade infravermelha, descobriram um aglomerado de galáxias massivas em processo de formação em torno de um quasar extremamente vermelho. O resultado expandirá nossa compreensão de como as galáxias no início do Universo se fundiram na teia cósmica que vemos hoje.
O quasar em questão, SDSS J165202.64+172852.3, é um quasar “extremamente vermelho” que existe no Universo primordial, há 11,5 bilhões de anos. Os quasares são um tipo raro e incrivelmente luminoso de núcleo galáctico ativo (AGN). Este quasar é um dos mais poderosos núcleos galácticos conhecidos que foram vistos a uma distância tão extrema. Os astrônomos especularam que a emissão extrema do quasar poderia causar um “vento galáctico”, empurrando o gás livre para fora de sua galáxia hospedeira e possivelmente influenciando muito a futura formação de estrelas lá.
Um AGN é uma região compacta no centro de uma galáxia , que emite radiação eletromagnética suficiente para ofuscar todas as estrelas da galáxia. AGNs, incluindo quasares, são alimentados por gás que cai em um buraco negro supermassivo no centro de sua galáxia. Eles normalmente emitem grandes quantidades de luz em todos os comprimentos de onda, mas esse núcleo galáctico é membro de uma classe incomumente vermelha. Além de sua cor vermelha intrínseca, a luz da galáxia foi ainda mais desviada para o vermelho por sua vasta distância. Isso fez com que o Webb, com sensibilidade incomparável em comprimentos de onda infravermelhos, fosse perfeitamente adequado para examinar a galáxia em detalhes.
Para investigar o movimento do gás, poeira e material estelar na galáxia, a equipe usou o Near Infrared Spectrograph (NIRSpec) do telescópio. Este poderoso instrumento pode reunir espectros simultaneamente em todo o campo de visão do telescópio, em vez de apenas um ponto de cada vez – uma técnica conhecida como espectroscopia de unidade de campo integral (IFU). Isso permitiu que eles examinassem simultaneamente o quasar, sua galáxia e os arredores mais amplos.
A espectroscopia foi fundamental para entender o movimento dos vários fluxos e ventos que cercam o quasar. Os movimentos dos gases afetam a luz que eles emitem e refletem, fazendo com que ela seja desviada para o vermelho ou para o azul na proporção de sua velocidade e direção [1] . A equipe conseguiu ver e caracterizar esse movimento rastreando o oxigênio ionizado nos espectros do NIRSpec. As observações IFU foram especialmente úteis, com a equipe aproveitando ao máximo a capacidade de coletar espectros de uma ampla área ao redor do próprio quasar.
Estudos anteriores, entre outros, do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA e do instrumento Espectrômetro de Campo Integral de Infravermelho Próximo no telescópio Gemini-North chamaram a atenção para os poderosos fluxos do quasar, e os astrônomos especularam que sua galáxia hospedeira poderia estar se fundindo com alguns parceiro invisível. Mas a equipe não esperava que os dados NIRSpec de Webb indicassem claramente que eles não estavam apenas olhando para uma galáxia, mas pelo menos mais três girando em torno dela. Graças aos espectros IFU em uma ampla área, os movimentos de todo esse material circundante puderam ser mapeados, resultando na conclusão de que o SDSS J165202.64+172852.3 era de fato parte de um denso nó de formação de galáxias.
Existem poucos protoaglomerados de galáxias conhecidos neste momento. É difícil encontrá-los, e muito poucos tiveram tempo de se formar desde o Big Bang ”, disse a astrônoma Dominika Wylezalek, da Universidade de Heidelberg, na Alemanha, que liderou o estudo sobre esse quasar. “ Isso pode eventualmente nos ajudar a entender como as galáxias em ambientes densos evoluem… É um resultado empolgante. ”
FONTES:
https://esawebb.org/news/weic2217/?lang
https://arxiv.org/pdf/2210.10074.pdf
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