O Telescópio Espacial Webb Mostra Que O Universo Primitivo Era Marcado Por Explosões De Formação De Estrelas
Equipado com um espelho considerável e a capacidade de detectar radiação infravermelha, o Telescópio Espacial James Webb (JWST) da NASA projetado exclusivamente para a investigação de galáxias que surgiram durante os estágios iniciais do universo, centenas de milhões de anos após o big bang.
Uma parte significativa do período de observação do Webb, com duração de pouco mais de um mês, dedicada ao JWST Advanced Deep Extragalactic Survey (JADES). O objetivo do JADES é mergulhar profundamente no cosmos para examinar algumas das galáxias mais remotas e tênues.
As descobertas iniciais do programa revelaram a existência de centenas de galáxias que se originaram quando o universo tinha menos de 600 milhões de anos e galáxias com vários episódios de intensa formação de estrelas.
Formação Intensa De Estrelas Revelada No Universo Primitivo
Desvendar o mistério de como as primeiras estrelas e galáxias surgiram continua sendo uma busca fundamental no campo da astronomia. O Telescópio Espacial James Webb da NASA já começou a lançar luz sobre essa investigação, oferecendo novas percepções.
Entre os esforços mais proeminentes no ano inaugural de operações científicas do Webb está o JWST Advanced Deep Extragalactic Survey, também conhecido como JADES. Essa ampla iniciativa dedica aproximadamente 32 dias do tempo do telescópio para descobrir e caracterizar galáxias remotas e fracas.
Embora, apuram-se os dados, o JADES já fez descobertas notáveis, revelando galáxias originadas quando o universo era mais jovem do que 600 milhões de anos. Além disso, a equipe de pesquisa identificou galáxias que brilham com inúmeras estrelas jovens e quentes.
Marcia Rieke, co-líder do programa JADES da Universidade do Arizona em Tucson, destaca questões que o JADES abordará: Como as primeiras galáxias formaram-se e juntaram-se? Em que ritmo elas geravam estrelas? Que fatores contribuem para que algumas galáxias encerrem suas atividades de formação de estrelas?
Um Estudo Sobre As Galáxias
Sendo, realizado, sob a liderança de Ryan Endsley, da Universidade do Texas em Austin, estudo sobre galáxias que existiam entre 500 e 850 milhões de anos após a ocorrência do big bang.
Essa época específica reconhecida como a Época da Reionização e tem uma importância significativa. Durante as primeiras centenas de milhões de anos após o big bang, o universo estava imerso em uma névoa gasosa, torndo-o opaco à luz de alta energia.
Entretanto, cerca de um bilhão de anos após o big bang, essa névoa desapareceu tornando o universo transparente-fenômeno de reionização. Os cientistas debatem sobre o principal catalisador da reionização, contemplando se resultou de buracos negros supermassivos ativos ou galáxias repletas de estrelas jovens e quentes.
Programa JADES
Como componente do programa JADES, Endsley e a equipe de pesquisa examinaram essas galáxias com o objetivo de identificar indícios de formação de estrelas. Suas descobertas revelaram uma abundância de tais assinaturas.
Endsley observou: “Praticamente todas as galáxias que descobrimos exibem características de linha de emissão notavelmente robustas que indicam formação estelar recente e vigorosa. Essas primeiras galáxias demonstraram uma proficiência notável na geração de estrelas jovens e maciças”.
O Papel Das Estrelas Quentes E Maciças Na Reionização
Essas estrelas luminosas e substanciais emitiam grandes quantidades de luz ultravioleta, transformando efetivamente o gás vizinho de opaco em transparente por meio do processo de ionização, no qual os elétrons retiraram-se de seus núcleos atômicos.
Dada a presença significativa dessas estrelas quentes e maciças nas primeiras galáxias, elas provavelmente desempenharam um papel crucial na condução do processo de reionização. A recombinação subsequente de elétrons e núcleos produziu linhas de emissão distintamente fortes.
Endsley e seus colegas também descobriram evidências que sugerem que essas galáxias jovens passaram por períodos de rápida formação de estrelas, intercalados com intervalos mais calmos caracterizados por menos formações de estrelas.
Essas explosões e pausas intermitentes podem ter surgido quando as galáxias capturaram aglomerados de matérias-primas gasosas necessárias para a formação de estrelas. Como alternativa, devido ao rápido desaparecimento de estrelas massivas, elas podem ter injetado periodicamente energia no ambiente circundante, impedindo a condensação de gás necessária a formação de novas estrelas.
Desvendando Os Segredos Do Universo Primitivo
Outra faceta do programa JADES envolve buscar identificar as galáxias mais antigas que surgiram quando o universo tinha menos de 400 milhões de anos. Estes exames informarão sobre como a formação de estrelas diferia durante os estágios iniciais após o big bang em comparação com atualidade.
A luz que emana das galáxias em locais distantes sofre efeito de alongamento devido à expansão do universo, deslocando-as para comprimentos de onda mais longos e tons mais vermelhos, fenômeno do desvio para o vermelho. Ao medir o desvio para o vermelho de uma galáxia, os astrônomos podem determinar sua distância e, consequentemente, quando ela existiu no início do universo.
Antes do Telescópio Espacial James Webb (Webb), observou-se número limitado de galáxias com desvio para vermelho acima de 8, correspondendo a quando o universo era mais jovem do que 650 milhões de anos. Entretanto, a iniciativa JADES já revelou quase mil dessas galáxias extraordinariamente distantes.
Estimativa De Desvio Para O Vermelho Usando Imagem De Filtro
O principal método para determinar o desvio para o vermelho, um fator crucial para a compreensão da natureza das galáxias, envolve a análise do espectro da galáxia, medindo seu brilho em faixa de comprimentos de onda estreitamente espaçados. No entanto, é possível obter uma aproximação razoável capturando imagens de uma galáxia usando filtros que cobrem faixas estreitas específicas de cores, o que permite várias medições de brilho. Ao empregar essa abordagem, os pesquisadores podem estimar as distâncias de milhares de galáxias simultaneamente.
Kevin Hainline e colegas da Universidade do Arizona em Tucson utilizaram o NIRCam (Near-Infrared Camera) do Webb para obter essas medições, conhecidas como redshifts fotométricos.
Sua análise resultou na identificação de mais de 700 galáxias potenciais que existiam quando o universo tinha entre 370 milhões e 650 milhões de anos. A abundância dessas galáxias excedeu as previsões anteriores feitas antes do lançamento do Webb. A resolução e a sensibilidade excepcionais do observatório permitem que os astrônomos obtenham uma visão mais clara do que nunca dessas galáxias distantes.
Avanços Na Determinação Do Redshift E Na Revelação De Galáxias Distantes
Hainline enfatiza a importância dessas descobertas, afirmando: “Anteriormente, as primeiras galáxias que podíamos observar apareciam como meras manchas indistintas. No entanto, essas manchas representam milhões ou até bilhões de estrelas no início do universo. Agora, podemos perceber que algumas dessas galáxias exibem estruturas visíveis e formas estendidas. Podemos testemunhar a formação de aglomerados estelares ocorrendo apenas algumas centenas de milhões de anos após o nascimento do próprio tempo.”
De acordo com Rieke, “estamos descobrindo que a formação de estrelas no universo primitivo é muito mais complexa do que acreditávamos anteriormente”. Essas descobertas estão sendo apresentadas na 242ª reunião da American Astronomical Society, realizada em Albuquerque, Novo México.
O principal observatório de ciências espaciais do mundo, o Telescópio Espacial James Webb, revelará, mistérios do nosso sistema solar, explorar exoplanetas distante, mergulhar nas estruturas enigmáticas e origens do universo. O Webb representa uma colaboração internacional liderada pela NASA, em parceria com a ESA (Agência Espacial Europeia) e a CSA (Agência Espacial Canadense).
Leia O Artigo Original: Scitechdaily.
