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Dados anteriores do Webb forneceram candidatos para tais galáxias infantis. Agora, esses alvos foram confirmados pela obtenção de observações espectroscópicas , revelando padrões característicos e distintos nas impressões digitais de luz provenientes dessas galáxias incrivelmente fracas.
A primeira rodada de observações do JADES se concentrou na área dentro e ao redor do Campo Ultra Profundo do Telescópio Espacial Hubble da NASA/ESA . Por mais de 20 anos, este pequeno pedaço do céu tem sido o alvo de quase todos os grandes telescópios, construindo um conjunto de dados excepcionalmente sensível que abrange todo o espectro eletromagnético. Agora o Webb está adicionando sua visão única, fornecendo as imagens mais fracas e nítidas já obtidas.
O programa JADES começou com o NIRCam, usando mais de 10 dias de tempo de missão para observar o campo em nove cores infravermelhas diferentes e produzir imagens requintadas do céu. A região é 15 vezes maior do que as imagens infravermelhas mais profundas produzidas pelo Telescópio Espacial Hubble, mas é ainda mais profunda e nítida nesses comprimentos de onda. A imagem é apenas do tamanho que um ser humano aparece quando visto a uma milha de distância. No entanto, ela está repleta de quase 100.000 galáxias, cada uma capturada em algum momento de sua história, bilhões de anos atrás.
“Pela primeira vez, descobrimos galáxias apenas 350 milhões de anos após o big bang e podemos ter absoluta certeza de suas distâncias fantásticas”, compartilhou o coautor Brant Robertson, da Universidade da Califórnia em Santa Cruz, membro do NIRCam. equipe de ciência. “Encontrar essas primeiras galáxias em imagens tão incrivelmente belas é uma experiência especial.”
A partir dessas imagens, as galáxias no início do universo podem ser distinguidas por um aspecto revelador de suas cores de vários comprimentos de onda. A luz é ampliada em comprimento de onda à medida que o universo se expande, e a luz dessas galáxias mais jovens foi ampliada por um fator de até 14. Os astrônomos procuram galáxias fracas que são visíveis no infravermelho, mas cuja luz é cortada abruptamente em um comprimento de onda crítico. A localização do corte dentro do espectro de cada galáxia é deslocada pela expansão do universo. A equipe JADES vasculhou as imagens do Webb em busca desses candidatos distintos.
Eles então usaram o instrumento NIRSpec, para um único período de observação de três dias, totalizando 28 horas de coleta de dados. A equipe coletou a luz de 250 galáxias fracas, permitindo aos astrônomos estudar os padrões impressos no espectro pelos átomos de cada galáxia. Isso produziu uma medição precisa do desvio para o vermelho de cada galáxia e revelou as propriedades do gás e das estrelas nessas galáxias.
“Esses são de longe os espectros infravermelhos mais fracos já obtidos”, disse o astrônomo e coautor Stefano Carniani, da Scuola Normale Superiore, na Itália. “Eles revelam o que esperávamos ver: uma medição precisa do comprimento de onda de corte da luz devido à dispersão do hidrogênio intergaláctico.”
Quatro das galáxias estudadas são particularmente especiais, pois foi revelado que elas estão em uma época sem precedentes. Os resultados forneceram a confirmação espectroscópica de que essas quatro galáxias estão em redshifts acima de 10, incluindo duas no redshift 13. Isso corresponde a uma época em que o universo tinha aproximadamente 330 milhões de anos, estabelecendo uma nova fronteira na busca por galáxias distantes. Essas galáxias são extremamente fracas por causa de sua grande distância de nós. Os astrônomos agora podem explorar suas propriedades, graças à requintada sensibilidade de Webb.
O astrônomo e coautor Sandro Tacchella, da Universidade de Cambridge, no Reino Unido, explicou: “É difícil entender as galáxias sem entender os períodos iniciais de seu desenvolvimento. Assim como acontece com os humanos, muito do que acontece depois depende do impacto dessas primeiras gerações de estrelas. Tantas perguntas sobre galáxias estavam esperando pela oportunidade transformadora de Webb, e estamos entusiasmados por poder desempenhar um papel na revelação dessa história”.
FONTES:
https://esawebb.org/images/JADES1/
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/2212/2212.04480.pdf
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