O Telescópio Espacial James Webb da NASA revelou as galáxias mais distantes já descobertas, algumas das quais datam de apenas 300 milhões de anos após a criação do universo no Big Bang – uma época em que o universo tinha apenas 2% de sua idade atual.
As galáxias primordiais foram encontradas por uma equipe internacional de cientistas responsáveis por projetar dois dos mais novos instrumentos do JWST. O primeiro instrumento, conhecido como Near Infrared Camera (NIRCam), é encarregado de observar um pequeno trecho do céu noturno na constelação de Fornax.
Ao longo de 10 dias, o NIRCam observou a luz de um grupo de quase 100.000 galáxias em nove comprimentos de onda infravermelhos. A partir deste conjunto de dados, os astrônomos isolaram 250 das galáxias mais fracas e vermelhas e as direcionaram com outro dos instrumentos do JWST – o Near Infrared Spectrometer (NIRSpec).
O NIRSpec foi projetado para coletar a luz emitida pelos corpos celestes e decompô-la em suas cores componentes. Esse processo cria gráficos semelhantes a arco-íris chamados espectros. Os astrônomos podem analisar o espectro de uma galáxia para descobrir tudo, desde sua composição elementar até quantas estrelas existem dentro dela e até mesmo sua distância da Terra.
O último é feito medindo um fenômeno conhecido como redshift. A luz de galáxias distantes pode levar bilhões de anos para chegar ao nosso planeta. Durante esse tempo, os comprimentos de onda dessa luz se estendem e se tornam mais longos, movendo-se lentamente para a parte “vermelha” do espectro de luz.
Quando a luz viaja em direção à Terra a partir de sua fonte, inevitavelmente passará por vastas nuvens de poeira e gás interestelar. Essas nuvens são conhecidas por serem boas em absorver certos comprimentos de onda de luz, enquanto permitem que outros passem relativamente desimpedidos. Essa interferência cria um padrão distinto no espectro do arco-íris.
Um gráfico mostrando as posições e desvios para o vermelho das galáxias Anton M. Koekemoer (STScI), Christopher Willmer (Universidade do Arizona), Equipe JWST PEARLS Processamento de imagem: Rolf A. Jansen (ASU), Alyssa Pagan (STScI))
Os cientistas conseguiram calcular a idade e a distância de galáxias distantes observando o quanto os padrões nos espectros mudaram de seus locais esperados devido ao desvio para o vermelho.
Usando esta técnica, os cientistas descobriram quatro galáxias extremamente antigas que se encontram dentro dos dados do JWST, que se acredita terem se formado apenas 300 milhões de anos após a criação do universo no Big Bang. Isso a torna 100 milhões de anos mais jovem que a galáxia mais antiga já descoberta pelo Telescópio Espacial Hubble.
Isso significa que a luz detectada pelo JWST deixou sua fonte há cerca de 13,4 bilhões de anos, numa época em que o universo tinha apenas 2% de sua idade atual. As idades recordes das galáxias as tornarão inestimáveis para os cientistas que tentam descobrir os segredos evolucionários do início do universo.
“É difícil entender as galáxias sem entender os períodos iniciais de sua evolução”, explicou o astrônomo Sandro Takela, da Universidade de Cambridge, co-autor de um estudo que descreve as descobertas. Universidade do Arizona). “Tal como acontece com os humanos, muito do que acontece a seguir depende da influência dessas primeiras gerações de estrelas.”
“Tantas questões intergalácticas estão esperando pela oportunidade transformadora de Webb, e estamos entusiasmados por poder desempenhar um papel na descoberta desta história.”
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Crédito da imagem: Northrop Grumman.
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