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A segunda e a quarta galáxias mais distantes já observadas foram descobertas em uma região do espaço conhecida como Aglomerado de Pandora, ou Abell 2744, usando dados do Telescópio Espacial James Webb da NASA (JWST). Seguindo uma imagem de campo profundo da área , uma equipa internacional liderada por investigadores da Penn State confirmou a distância destas galáxias antigas e inferiu as suas propriedades usando novos dados espectroscópicos – informações sobre a luz emitida através do espectro electromagnético – do JWST. A quase 33 mil milhões de anos-luz de distância, estas galáxias incrivelmente distantes oferecem informações sobre como as primeiras galáxias poderão ter-se formado.
Ao contrário de outras galáxias confirmadas a esta distância que aparecem nas imagens como pontos vermelhos, as novas galáxias são maiores e aparecem como um amendoim e uma bola fofa, segundo os pesquisadores. Um artigo descrevendo as galáxias foi publicado hoje (13 de novembro) na revista Astrophysical Journal Letters .
“Muito pouco se sabe sobre o universo primitivo, e a única maneira de aprender sobre essa época e de testar nossas teorias sobre a formação e crescimento de galáxias iniciais é com essas galáxias muito distantes”, disse o primeiro autor Bingjie Wang, pesquisador de pós-doutorado na Penn State. Eberly College of Science e membro da equipe JWST UNCOVER (Ultradeep NIRSpec e NIRCam Observations before the Epoch of Reionization) que conduziu a pesquisa. “Antes da nossa análise, conhecíamos apenas três galáxias confirmadas nesta distância extrema. O estudo destas novas galáxias e das suas propriedades revelou a diversidade das galáxias no Universo primitivo e o quanto há para aprender com elas.”
Como a luz destas galáxias teve de viajar durante muito tempo para chegar à Terra, proporciona uma janela para o passado. A equipa de investigação estima que a luz detetada pelo JWST foi emitida pelas duas galáxias quando o Universo tinha cerca de 330 milhões de anos e viajou cerca de 13,4 mil milhões de anos-luz para chegar ao JWST. Mas, disseram os investigadores, as galáxias estão atualmente mais próximas de 33 mil milhões de anos-luz de distância da Terra devido à expansão do Universo ao longo deste período.
“A luz destas galáxias é antiga, cerca de três vezes mais antiga que a Terra”, disse Joel Leja, professor assistente de astronomia e astrofísica na Penn State e membro da UNCOVER. “Essas galáxias primitivas são como faróis, com a luz explodindo através do gás hidrogênio muito fino que constituiu o universo primitivo. É apenas através da sua luz que podemos começar a compreender a física exótica que governou a galáxia perto do amanhecer cósmico.”
Notavelmente, as duas galáxias são consideravelmente maiores do que as três galáxias anteriormente localizadas a estas distâncias extremas. Um é pelo menos seis vezes maior, com cerca de 2.000 anos-luz de diâmetro. Para efeito de comparação, a Via Láctea tem aproximadamente 100.000 anos-luz de diâmetro, mas, disse Wang, acredita-se que o universo primitivo tenha sido muito comprimido, por isso é surpreendente que a galáxia seja tão grande como é.
“As galáxias previamente descobertas a estas distâncias são fontes pontuais – aparecem como um ponto nas nossas imagens”, disse Wang. “Mas um dos nossos parece alongado, quase como um amendoim, e o outro parece uma bola fofa. Não está claro se a diferença de tamanho se deve à forma como as estrelas se formaram ou ao que aconteceu com elas depois de se formarem, mas a diversidade nas propriedades da galáxia é realmente interessante. Espera-se que estas primeiras galáxias se tenham formado a partir de materiais semelhantes, mas já mostram sinais de serem muito diferentes umas das outras.”
As duas galáxias estavam entre as 60.000 fontes de luz no Aglomerado de Pandora detectadas numa das primeiras imagens de campo profundo do JWST tiradas durante 2022, o seu primeiro ano de operações científicas. Esta região do espaço foi selecionada em parte porque está localizada atrás de vários aglomerados de galáxias que criam um efeito de ampliação natural chamado lente gravitacional. A atração gravitacional da massa combinada dos aglomerados distorce o espaço ao seu redor, focando e ampliando qualquer luz que passe nas proximidades e proporcionando uma visão ampliada por trás dos aglomerados.
FONTES:
https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/acfe07/pdf
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