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Graças ao Telescópio Espacial James Webb, os astrônomos que correm para encontrar algumas das primeiras galáxias já vistas agora confirmaram que uma galáxia detectada pela primeira vez no verão passado está, de fato, entre as primeiras já encontradas. As descobertas foram publicadas na revista Nature .
Observações de acompanhamento desde a primeira detecção da galáxia de Maisie revelaram que ela é de 390 milhões de anos após o Big Bang. Embora não seja tão cedo quanto a equipe liderada pelo astrônomo Steven Finkelstein, da Universidade do Texas em Austin, estimou pela primeira vez no verão passado, é, no entanto, uma das quatro primeiras galáxias confirmadas observadas.
“O interessante sobre a galáxia de Maisie é que ela foi uma das primeiras galáxias distantes identificadas pelo JWST e, desse conjunto, é a primeira a ser realmente confirmada espectroscopicamente”, disse Finkelstein, professor de astronomia na UT Austin, autor de o artigo da Nature e o principal investigador do Cosmic Evolution Early Release Science Survey (CEERS). Ele deu à galáxia o nome de sua filha, pois foi descoberta no aniversário dela.
A análise mais recente foi liderada pelo primeiro autor Pablo Arrabal Haro, pesquisador associado de pós-doutorado no National Science Foundation’s National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory. Além de Finkelstein, os coautores da UT Austin são Caitlin Casey, Micaela Bagley, Katherine Chworowsky e Seiji Fujimoto.
A equipe do CEERS está atualmente avaliando cerca de 10 outras galáxias que podem ser de uma era ainda anterior à de Maisie.
Objetos no espaço não vêm impressos com um carimbo de data/hora. Para inferir quando a luz que observamos deixou um objeto, os astrônomos medem seu desvio para o vermelho , o quanto sua cor mudou devido ao seu movimento para longe de nós. Como vivemos em um universo em expansão , quanto mais recuamos no tempo, maior o desvio para o vermelho de um objeto.
As estimativas originais de desvios para o vermelho (e, portanto, tempos após o Big Bang) foram baseadas em fotometria, o brilho da luz em imagens usando um pequeno número de filtros de frequência ampla. Essas estimativas foram feitas usando dados coletados pelo CEERS durante o tempo originalmente alocado para a primeira temporada de observação do telescópio.
Para obter uma estimativa mais precisa, a equipe do CEERS solicitou medições de acompanhamento com o instrumento espectroscópico do JWST, NIRSpec, que divide a luz de um objeto em várias frequências estreitas diferentes para identificar com mais precisão sua composição química, produção de calor, brilho intrínseco e movimento relativo. De acordo com esta última análise espectroscópica, a galáxia de Maisie está em um desvio para o vermelho de z=11,4.
Este estudo também analisou CEERS-93316, uma galáxia originalmente encontrada em dados CEERS disponíveis publicamente por uma equipe liderada pela Universidade de Edimburgo e foi inicialmente estimada como tendo sido observada em impressionantes 250 milhões de anos após o Big Bang. Em uma análise mais aprofundada, a equipe descobriu que CEERS-93316 tem um desvio para o vermelho mais modesto de z = 4,9, o que corresponde a cerca de 1 bilhão de anos após o Big Bang.
Acontece que o gás quente no CEERS-93316 estava emitindo tanta luz em algumas bandas estreitas de frequência associadas ao oxigênio e hidrogênio que fez a galáxia parecer muito mais azul do que realmente era. Esse tom azul imitou a assinatura que Finkelstein e outros esperavam ver em galáxias muito primitivas. Isso se deve a uma peculiaridade do método fotométrico que acontece apenas para objetos com redshifts de cerca de 4,9. Finkelstein diz que foi um caso de azar.
“Este foi um caso meio estranho”, disse Finkelstein. “Das muitas dezenas de candidatos de alto redshift que foram observados espectroscopicamente, este é o único caso em que o verdadeiro redshift é muito menor do que nossa estimativa inicial”.
Essa galáxia não apenas parece anormalmente azul, mas também é muito mais brilhante do que nossos modelos atuais preveem para galáxias que se formaram tão cedo no universo.
“Teria sido realmente desafiador explicar como o universo poderia criar uma galáxia tão massiva tão cedo”, disse Finkelstein. “Então, acho que esse provavelmente sempre foi o resultado mais provável, porque era tão extremo, tão brilhante, com um aparente alto desvio para o vermelho”.
FONTES:
https://phys.org/news/2023-08-astronomers-maisie-galaxy-earliest.html
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06521-7
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